WO2003025462A1 - Flame cutter with a multi-functional burner head - Google Patents

Flame cutter with a multi-functional burner head Download PDF

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WO2003025462A1
WO2003025462A1 PCT/EP2002/009593 EP0209593W WO03025462A1 WO 2003025462 A1 WO2003025462 A1 WO 2003025462A1 EP 0209593 W EP0209593 W EP 0209593W WO 03025462 A1 WO03025462 A1 WO 03025462A1
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WO
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nozzle
cutting
heating
heating nozzle
torch according
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Application number
PCT/EP2002/009593
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rainald Vossberg
Original Assignee
Messer Cutting & Welding Gmbh
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Filing date
Publication date
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Priority to DK02774540T priority Critical patent/DK1423643T3/en
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48Nozzles
    • F23D14/52Nozzles for torches; for blow-pipes
    • F23D14/54Nozzles for torches; for blow-pipes for cutting or welding metal

Definitions

  • the present invention relates to a cutting torch with a
  • Torch head having a central axis, to which a cutting nozzle with an axial cutting oxygen line is connected, which is encompassed in a cap-like manner by a heating nozzle having an axial through-bore, the burner head having a cutting nozzle connection, on which the upstream, upper end of the cutting nozzle is accommodated in an outwardly sealing manner. and which is coaxially surrounded by an annular gap-shaped heating nozzle connection, on which the upstream, upper end of the heating nozzle is received in a sealing manner to the outside.
  • Such a cutting torch is known from DE-T2 690 03 588.
  • a cutting torch is described therein which has a cutting head to which a cutting nozzle with an axial oxygen line and an axial through-hole heating nozzle, which surrounds the cutting nozzle in a cap-like manner, are fastened.
  • the heating nozzle and the cutting nozzle are provided with transverse end faces which correspond to corresponding transverse end faces of the burner head and which are fastened to the burner head by means of one
  • the cutting nozzle is designed as a so-called slot nozzle.
  • This is formed from a piece of metal that has an outer frustoconical shape with a wide upstream end and a narrower downstream end.
  • the axial cutting oxygen line extends from the upper end to the nozzle outlet.
  • the cutting nozzle On the outer circumference, the cutting nozzle has a series of radial ribs (longitudinal slots) which are formed by longitudinal milling in the metal body and which extend from the downstream end of the cutting nozzle to an outer collar provided on the upstream side
  • CONFlRMATiON C0PY extend with which the cutting nozzle rests on a radial inner recess in the inner bore of the heating nozzle.
  • the heating nozzle is formed by a solid part with an inner bore which tapers conically towards the downstream end.
  • the inner bore has the aforementioned radial inner recess in its upper region.
  • the conical part of the inner bore, which begins downstream of it, is kept somewhat narrower than the envelope of the cutting nozzle ribs, so that it can be frictionally fixed in the heating nozzle by pressing in from above.
  • the axial stop position results from the support of the outer collar and inner recess.
  • the use of the known cutting torch is limited to a short working distance between the nozzle and the workpiece surface in the range of 5 to 7 mm because of the taper of the nozzles.
  • the use of a slow-burning or a fast-burning fuel gas is necessary.
  • a selection of different cutting nozzles and matched heating nozzles must be available for this purpose, which is associated with a corresponding outlay for storage and changing the different nozzles.
  • the known cutting torch has a compact construction area; however, it is only designed for use with nozzles that have a transverse sealing surface that corresponds to the respective transverse sealing surfaces of the burner head.
  • Cutting torches are also known in which the cutting nozzle and the heating nozzle are held on the torch head by means of a screw connection.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a cutting torch which can be used flexibly - in particular for a flame cutting machine - with a simple, compact design of the nozzles, which is associated with easier maintenance, easier maintenance and cost-effective production, and in which the effort for Storage of wear parts is reduced.
  • the cutting nozzle connection has a first bore with an inner wall which is provided with a
  • Internal thread is provided with a first radially circumferential, metallic sealing surface for the sealing reception of a cutting nozzle provided with an external thread and resting on the first sealing surface, and that the inner wall with a second radially circumferential sealing surface for the sealing reception of a cutting nozzle with one on the second sealing surface adjacent sealing ring is provided.
  • the torch head according to the invention thus has two different connections for the cutting nozzle.
  • the connections each comprise a first bore (hereinafter also referred to as “cutting nozzle receptacle”), into which the upper end of the cutting nozzle extends.
  • At least two different elements are provided for establishing the connection with a cutting nozzle.
  • One of the elements is an internal thread, which corresponds to an external thread of the cutting nozzle, a seal usually being produced to the outside by the contact force generated when screwing in between contact surfaces lying against one another becomes.
  • the other element is a radially circumferential sealing surface, which forms a tight connection with a sealing ring of the cutting nozzle.
  • the burner head can be used both for cutting nozzles that are provided with an external thread at their upper end and for those cutting nozzles that have a sealing ring (O-ring) at their upper end.
  • the torch head is designed to be multifunctional, which also contributes to reduced storage for the cutting nozzles and the associated lower manufacturing costs.
  • the heating nozzle connection has a second bore with an inner wall, which is provided with an internal thread and a first radial, metallic sealing surface for the sealing reception of a heating nozzle provided with an external thread and resting on the first sealing surface , wherein the inner wall is provided with a second radially circumferential sealing surface for the sealing reception of a heating nozzle with a sealing ring abutting the second sealing surface.
  • the cutting oxygen line is sealed to the outside by means of the sealing ring and at the same time the cutting nozzle is fixed radially in the cutting nozzle receptacle.
  • the cutting nozzle is pulled out of the cutting nozzle receptacle in the direction of the longitudinal axis with elastic deformation of the sealing ring, and vice versa - the upper end of the cutting nozzle is fixed by axial insertion into the cutting nozzle receptacle.
  • This type of fixation of the cutting nozzle requires little effort when changing the nozzle and, moreover, an improved tightness compared to a metallic seal is achieved.
  • the sealing ring is usually a ring made of elastic material which is in contact with the outer jacket or is inserted in an annular groove of the same.
  • a further improvement results if the cutting nozzle is held in the first bore with axial play.
  • the cutting nozzle is only fixed radially in the first bore, while there is no axial stop position in the direction of the central axis.
  • the axial play compensates for dimensional tolerances in the length of the cutting nozzle, so that they neither have an influence on the external dimensions of the cutting torch, nor can they lead to any leaks. It is essential that the cutting nozzle lies in a defined manner on the support surface of the heating nozzle, which is ensured by the cutting oxygen pressure acting on the upper end face. This measure also simplifies the nozzle change and increases the operational reliability of the burner.
  • the cutting nozzle with an outer edge rounded at its top end.
  • the rounded outer edge facilitates the above-described axial insertion of the cutting nozzle into the first bore of the torch head.
  • the heating nozzle has an outer jacket which is provided at the upper end with a sealing ring which lies sealingly against the second bore.
  • the second hole is also referred to below as the "heating nozzle holder".
  • the sealing ring seals the gas mixture in the heating nozzle to the outside (against the atmosphere) and at the same time fixes the heating nozzle radially in the heating nozzle holder.
  • the heating nozzle is removed for removal the heating nozzle receptacle in the direction of the longitudinal axis with elastic deformation of the sealing ring, and vice versa - the upper end of the heating nozzle is fixed by axially pressing it into the heating nozzle receptacle to the outside in a manner similar to that described above as being advantageous for the cutting nozzle, there are advantages mentioned with regard to a low outlay when changing the nozzle and an improved tightness.
  • the heating nozzle and cutting nozzle can be replaced independently of one another in the cutting torch according to the invention.
  • Sealing ring with an outer collar, which rests with an upstream ring surface on an end ring surface of the burner head.
  • the outer collar provided below the sealing ring results in a stop for the heating nozzle and thus a reproducible positioning in relation to the burner head.
  • the heating nozzle is preferably fixed to the burner head by means of a coupling which engages detachably on the outer jacket of the heating nozzle, the coupling having a through-bore with a radial cross-sectional constriction which engages under an outwardly extending extension of the heating nozzle.
  • the coupling ensures on the one hand the positioning of the heating nozzle, and thus also indirectly the positioning of the cutting nozzle on the heating nozzle in relation to the burner head.
  • a coupling - in particular a quick-release coupling - enables the nozzles to be released and mounted on the burner head in a particularly simple and quick manner.
  • the coupling is detachably fastened to the burner head on the one hand and, on the other hand, it engages under an outwardly extending extension of the heating nozzle and fixes its position in relation to the burner head. It is structurally particularly simple if this extension is formed by the outer collar of the heating nozzle.
  • the outer jacket of the heating nozzle is provided with a lower sealing ring which bears against the outer collar on the downstream side.
  • the heating nozzle has a sealing ring above the outer collar and, axially offset below it, a second, lower sealing ring. This is pressed by the coupling under the outer collar against the downstream annular surface of the outer collar and thereby pushes the heating nozzle upwards against the burner head.
  • this results in a play-free, manufacturing tolerances of the heating nozzle compensating fixation of the heating nozzle on the burner head achieved, and on the other hand a further seal against atmosphere.
  • the cutting torch according to the invention with a nozzle holder by means of a detachable coupling, there is a further relief when changing the nozzle if the outer jacket of the heating nozzle is provided with a circumferential outer groove with an O-ring inserted therein, the inner groove provided downstream of the cross-sectional constriction in the inner bore of the coupling intervenes.
  • the O-ring inserted in the circumferential outer groove engages in the inner groove of the coupling and forms a loose connection between the heating nozzle and the coupling, so that when the coupling is released from the burner head
  • the heating nozzle slips out of the inner bore of the coupling both downwards and upwards.
  • the two components - heating nozzle and coupling - can be pulled apart against the resistance of the O-ring.
  • the invention is
  • the cutting nozzle has an outer jacket which is provided with longitudinal slots distributed around the circumference, which extend from the lower, downstream end of the cutting nozzle via a cross-sectional widening provided upstream thereof and forming a radially circumferential bearing surface, and the heating nozzle in the region between its upper, upstream end and its nozzle outlet is provided with a cross-sectional constriction forming a radial circumferential, upstream support surface, on which the cutting nozzle rests with its support surface.
  • the two nozzles are fixed axially to one another.
  • a positive connection between the heating nozzle and the cutting nozzle with one another or with the torch head is not necessary for this, so that the nozzle change in the cutting torch according to the invention is made easier overall.
  • the distance between the upper end of the cutting nozzle and the contact surface is between 25 mm and 35 mm.
  • Such a short length of the cutting nozzle and an associated compact design of the cutting torch is achieved in particular if the cutting nozzle is by means of
  • Sealing ring is held in the burner head, and not - as usual - by means of a threaded connection or pressure screw.
  • a heating nozzle is preferably used in which the distance between the support surface and the lower end of the heating nozzle is between 6 mm and 10 mm.
  • the distance limits mentioned are a compromise between the requirements, on the one hand, of adequate radial guidance of the cutting nozzle in the outer cylinder of the heating nozzle, and, on the other hand, of a low overall height in order to provide a cutting torch that is as compact as possible.
  • the outer jacket of the cutting nozzle preferably forms an outer cylinder downstream of the support surface, the through-bore of the heating nozzle downstream of the support surface being cylindrical and designed as a radial guide for the outer cylinder.
  • the through bore of the heating nozzle is cylindrical at least in the longitudinal section downstream of the support surface up to the nozzle outlet. This cylindrical section of the heating nozzle is referred to below as the “inner cylinder”.
  • the outer jacket of the cutting nozzle is also cylindrical at least in the longitudinal section between its support surface and the nozzle outlet.
  • the cutting nozzle is provided with the longitudinal slots distributed on the outer circumference, the envelope of which is referred to as the “outer cylinder”.
  • the inner cylinder of the heating nozzle serves as a radial guide for the downstream end of the cutting nozzle.
  • the heating nozzle surrounds the outer cylinder of the cutting nozzle with little radial play.
  • the heating nozzle is suitable for use with different cutting nozzles, for example cutting nozzles for slowly burning fuel gases or for rapidly burning fuel gases. This is explained in more detail below: Cutting nozzles for slow-burning and cutting nozzles for fast-burning fuel gases differ in their axial distance between the nozzle outlets of the heating nozzle and cutting nozzle and in the cross-section of the heating nozzle for the fuel gas-oxygen mixture. In the cutting torch according to the invention, the distance is predetermined solely by the length of the respective outer cylinder of the cutting nozzle. The length of the outer cylinder can be exactly adjusted without great manufacturing effort; a complex adaptation of the nozzles to one another is not necessary in the cutting torch according to the invention. When changing the fuel gases from fast-burning to slow-burning - or vice versa - the previous cutting nozzle can be replaced by the new one
  • Cutting nozzle adapted to the requirements can be replaced without having to replace the heating nozzle.
  • the heating nozzle is suitable for use with any of the cutting nozzles in the nozzle system and can also be retained when the cutting nozzle is replaced. This reduces the variety of the nozzle shapes to be stored, simplifies storage and improves the operational safety of the cutting torch according to the invention by avoiding combinations of unsuitable nozzles.
  • the fact that the cylindrical nozzle shape - in comparison to conical nozzles - allows larger and more variable working distances between the nozzle and the workpiece surface also contributes to the expanded application possibilities of the cutting torch according to the invention; typically between about 15 to 20 mm.
  • the nozzles of the cutting torch according to the invention are usually made of stainless steel, brass or ceramic.
  • an improvement in wear resistance is achieved if the surface of the cutting nozzle and / or the surface of the heating nozzle has a hard material layer. This results in a longer service life for the nozzles and less maintenance.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a cutting nozzle for a cutting torch according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of a heating nozzle for a cutting torch according to the invention
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of a torch head for a cutting torch according to the invention
  • FIG. 4 an assembly drawing of a first embodiment of an assembled cutting torch according to the invention in a longitudinal section
  • FIG. 5a a longitudinal section of a cutting nozzle for rapidly burning gas, mounted in a heating nozzle,
  • Figure 5b a longitudinal section of a cutting nozzle for slowly burning gas, mounted in a heating nozzle, and
  • Figure 6 is an assembly drawing of a second embodiment of an assembled cutting torch according to the invention in one
  • FIG. 4 shows a first embodiment of an assembled cutting torch according to the invention. This is part of a flame cutting machine for Oxyfuel cutting.
  • the cutting torch essentially consists of a burner head 1, which is connected to a cutting nozzle 2 and to a heating nozzle 3 encompassing the cutting nozzle 2 by means of a coupling 4.
  • the structural features of the individual components and their function are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3 and the assembly drawing according to FIG.
  • the cutting nozzle 2 according to FIG. 1 consists of a substantially cylindrical brass part which is rotationally symmetrical about the central axis 15 and which is provided with a hard material layer made of chromium nitride (CrN).
  • the outer jacket of the cutting nozzle 2 has two cylindrical longitudinal sections, which differ in their diameter, and which are connected by a circumferential rectangular step 5 with a support surface pointing downstream and perpendicular to the central axis 15 and having a defined, circumferential end edge 25.
  • the outer diameter In the upper upstream length section 6 (upper outer cylinder) the outer diameter is 8 mm, in the lower downstream length section 7 (upper outer cylinder) the outer diameter is 6 mm.
  • the cutting nozzle 2 is part of the nozzle system according to the invention, which comprises a plurality of interchangeable cutting nozzles, each of which is designed for a specific fuel gas and a predetermined output range.
  • the upper outer cylinder 6 has a length of 30 mm.
  • the length of the lower outer cylinder 7 is decisive for the suitability of the cutting nozzle with regard to the type of fuel gas.
  • the length of the lower outer cylinder 7 is 8 mm.
  • Outer cylinders 6 are provided with a plurality of axial longitudinal slots 8, which are evenly distributed over the circumference of the outer jacket, and which extend over the step 5.
  • the longitudinal slots 8 are used to supply a fuel gas-oxygen mixture for the outlet of the heating nozzle (see FIG. 4).
  • the outer jacket has a circumferential groove which is provided for receiving an O-ring 9 made of a heat-resistant material, for example silicone.
  • the front outer edge 10 at the upper end of the cutting nozzle 2 is rounded and protrudes into an inner bore 30 of the burner head 1, on the inner wall of which the O-ring 9 lies sealingly.
  • the cutting oxygen line 11 is sealed to the outside by means of the O-ring 9, and at the same time the cutting nozzle 2 is radially fixed within an inner bore 30 of the torch head 1 (FIG. 4).
  • An axial end stop for the cutting nozzle in the inner bore 30 is dispensed with, so that dimensional tolerances in the length of the cutting nozzle can be absorbed by axial play.
  • the axial position of the cutting nozzle 2 is determined solely by the defined support on a support step 16 of the heating nozzle 3 (see FIG. 4), which is ensured by the cutting oxygen pressure acting on the upper end face 10.
  • the cutting oxygen channel 11 which is designed in the form of a Laval nozzle, runs in the central axis 15 of the cutting nozzle 2.
  • the nozzle inlet 24 narrows in a funnel shape from top to bottom in order to ensure a low-turbulence gas inlet.
  • the cutting oxygen channel 11 narrows in the form of an inner cone 12 in the upper end of the cutting nozzle 2 and opens into the lower end of the cutting nozzle 2 as a more or less cylindrical inner bore (Laval nozzle) at the nozzle outlet 13.
  • the heating nozzle 3 shown in Figure 2 is made of copper. It is also rotationally symmetrical about the central axis 15 and with a
  • the heating nozzle 3 is suitable for receiving a cutting nozzle 2 according to FIG. 1.
  • the through-bore 17 of the heating nozzle 3 in the area between its upper, upstream end and the nozzle outlet 14 has a radially circumferential, upwardly directed support step 16, on which the cutting nozzle 2 rests with its downstream contact surface of step 5 (FIG. 4).
  • the through hole 17 is cylindrical below the support step 16 with an inner diameter of slightly more than 6 mm.
  • the cylindrical length section marked with the reference number 18 has a length of 10 mm and serves as a radial guide for the lower outer cylinder 7 of the cutting nozzle 2 without forming a coherent connection. This enables the cutting nozzle 2 and heating nozzle 3 to be replaced separately.
  • the outer jacket of the heating nozzle 3 has a cone 19 which tapers towards the nozzle outlet and merges upwards into an essentially cylindrical length section 20.
  • At the upper end of the length section 20 there is a circumferential groove with an O-ring 21 made of silicone, which lies sealingly against the inner wall of an annular groove 33 in the burner head 1 (FIG. 4).
  • the supply line 26 (see FIG. 4) for the fuel-oxygen mixture is sealed from the atmosphere by means of the O-ring 21, and at the same time the heating nozzle 3 is fixed radially within the annular groove 33 of the burner head 1 (FIG. 4).
  • This type of fixation of the heating nozzle 3 requires little effort when changing the nozzle and, in addition, a low overall height and an improved seal compared to a metallic seal are achieved.
  • a circumferential outer collar 22 is provided downstream of the O-ring 21, the upper side of which rests in the mounted cutting torch against an annular surface of the torch head 1 directed downward (see FIG. 4).
  • the underside of the outer collar 22 engages the coupling 4 attached to the burner head 1, as will be described in more detail below.
  • Another O-ring 38 rests on the outer jacket of the heating nozzle 3 and on the underside of the outer collar 22. This is pressed by the coupling 4 under the outer collar 22 against the underside of the outer collar 22 and thereby presses the heating nozzle 3 upwards, against the burner head 1.
  • the two axially offset O-rings 21, 38 prevent the heating nozzle 3 from tilting and manufacturing tolerances of the heating nozzle 3 are compensated.
  • Burner head 1 prevents the heating nozzle 3 from slipping out of the inner bore of the coupling 4 both downwards and upwards.
  • a circumferential milling 23 is provided on the outer jacket of the heating nozzle 3 below the outer collar 22, into which an O-ring 29 is inserted, which - as FIG. 4 shows - engages in a corresponding inner groove in the coupling 4.
  • the heating nozzle 3 and coupling 4 can only be pulled apart against the resistance of the O-ring 29.
  • FIG 3 shows an embodiment of a torch head 1 for the cutting torch according to the invention.
  • This consists of an essentially cylindrical brass component in which the connecting line 25 for the cutting oxygen and the connecting line 26 for the fuel gas / oxygen mixture run, and on the outer jacket of which the coupling 4 by means of ball traps 27, 28, the heating nozzle 3 and the cutting nozzle 2 are releasably attached (Figure 4).
  • the lower part of the torch head 1 facing the nozzles (2, 3) is provided with a central inner bore 30 which forms part of the connecting line 25 and which also serves as a receptacle for the upper end of the cutting nozzle 2.
  • the inner bore 30 is provided with a radial metallic sealing surface 32.
  • An internal thread 31 is additionally provided above it.
  • the burner head 1 is suitable both for receiving a cutting nozzle with a standard external thread matching the internal thread 31 and for sealingly receiving a cutting nozzle 2 which is provided with an O-ring 9 abutting the sealing surface 32 (as above with reference to FIG 1 described).
  • O-ring 9 abutting the sealing surface 32
  • Cross-sectional constriction is provided, against which the end face of the cutting nozzle 2 lies in the installed state (see FIG. 4).
  • the lower part of the burner head 1 is provided with an annular groove 33 beginning at the lower end of the burner head, into which the connecting line 26 opens and which at the same time forms a receptacle for the upper end of the heating nozzle 3.
  • the annular groove 33 is provided with a radial metallic sealing surface 35 and, above it, also with an internal thread 34 the burner head 1 is suitable both for receiving a heating nozzle with an external thread matching the internal thread 34 and for sealingly receiving a heating nozzle 3, which is provided with an O-ring 21 resting on the sealing surface 35 (as described above with reference to FIG. 2).
  • the outer collar 22 of the heating nozzle 3 serves to axially fix the heating nozzle 3 to the torch head 1, in that the upper side thereof rests in the mounted cutting torch against an end annular surface 36 of the torch head 1 (see FIG. 4).
  • the sealing surface 32 or 35 for receiving a nozzle 3, 4 with an O-ring 9, 21 is arranged downstream of the respective internal thread 31, 34.
  • the burner head 1 thus has two alternative elements for establishing the connection with a cutting nozzle projecting into the inner bore 30 and a heating nozzle 3 projecting into the annular groove 33.
  • an internal thread 31, 34 which corresponds to a corresponding external thread of the cutting nozzle or heating nozzle, and in each case a radially circumferential sealing surface 32, 35 against which the O-ring 9 on the outer jacket of the cutting nozzle 3 and the O-ring 21 on the outer jacket the heating nozzle 3 rests sealingly.
  • the burner head 1 can be used both for those nozzles which are provided with an external thread at their upper end and for those nozzles which - as provided in this exemplary embodiment - have a sealing ring (O-ring 9 or 21) at their upper end. exhibit.
  • the inner ring 40 is surrounded by an outer ring 41 which can be displaced upward along the inner ring 40 against an axially downward spring force by loosening the ball latch 27, 28.
  • the coupling 4 enables the nozzles 2, 3 to be changed quickly.
  • the type of sealing and holding of the nozzles 2, 3 on the burner head 1 by means of an O-ring seal also contributes to this.
  • the heating nozzle 3 described with reference to FIG. 2 is suitable both for receiving cutting nozzles for rapidly burning fuel gas and for receiving cutting nozzles for slowly burning fuel gases. This is shown in Figures 5a and 5b.
  • the cylindrical design of the heating nozzle 3 (see FIG. 2) in the area of the inner cylinder 18 makes it suitable for use with different cutting nozzles.
  • the cutting nozzles also have a corresponding cylindrical design in the area of the outer cylinder 7 (FIG. 1) and in addition in the upper upstream length section 6 the same partial length. This is the case with the cutting nozzles 2a (FIG. 5a) and 2b (FIG. 5b).
  • the cutting nozzles 2a, 2b thus fit exactly to the configuration specified by the burner head 1 and heating nozzle 3.
  • the cutting nozzles 2a, 2b differ only in the length of the respective outer cylinder and in the flow cross sections of the nozzle slots.
  • the length of the outer cylinder 7a is 8 mm
  • the outer cylinder 7b has a length of 7 mm. This results in an axial distance of 0 mm between the lower edge of the heating nozzle 3 (nozzle outlet 14) and the lower edge of the cutting nozzle 2a (nozzle outlet 13) and between the lower edge of the heating nozzle 3
  • Nozzle outlet 14 and the lower edge of the cutting nozzle 2b (nozzle outlet 13) an axial distance (reference number 50) of 1 mm.
  • the previous cutting nozzle can be replaced by a cutting nozzle adapted to the new requirements, without the need to replace the heating nozzle.
  • the heating nozzle is suitable for use with any of the cutting nozzles in the nozzle system and can also be retained when the cutting nozzle is replaced. This reduces the variety of the nozzle shapes to be stored, simplifies storage and improves the operational safety of the cutting torch according to the invention by avoiding combinations of unsuitable nozzles.
  • a coupling in the form of a bayonet lock is provided for connecting the heating nozzle and cutting nozzle to the torch head. Compared to the ball trap shown in FIG. 4, the bayonet connection offers greater security against unintentional opening, but requires somewhat more effort for automating the nozzle change.
  • FIG. 6 shows such a second embodiment of the cutting torch for an oxyacetylene cutting machine. If identical reference numerals are used here as in FIGS. 1 to 4 and 5a and 5b, the same or equivalent components and components are used, as are explained in more detail above with reference to the description of the first embodiment of the cutting torch according to the invention. For reasons of a clearer illustration, the connecting line for the fuel gas / oxygen mixture is not shown in FIG. 6.
  • the cutting torch differs from the cutting torch according to FIG. 4 essentially in the type of connection of the nozzles to the torch head 1.
  • the cutting torch consists of a torch head 1 which has a cutting nozzle 2 and a heating nozzle 3 which surrounds the cutting nozzle 2 by means of a coupling 61 is connected in the form of a bayonet catch.
  • the bayonet catch is essentially formed by two screw heads 62 which lie opposite one another on the burner head 1 and protrude from the burner head 1, the outer ring 41 and a milling 63 running around the inside of the outer ring 41.
  • the screw heads 62 are inserted into a connecting groove 64, schematically indicated in FIG. 6, to the milled-in area 63 and locked therein by a quarter turn.
  • the cutting torch shows a further modification compared to the first embodiment explained above, namely with regard to the cutting nozzle.
  • the cutting nozzle 2 consists of a rotationally symmetrical, essentially cylindrical brass part which is provided with a hard material layer made of nickel carbide (NiC).
  • NiC nickel carbide
  • the only modification compared to the cutting nozzle described with reference to FIG. 1 is that a 20 ⁇ m thick and 5 mm wide ceramic layer 66 is provided in the area of the groove for the O-ring 9.

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Abstract

In order to provide a flame cutter which can be used in a flexible manner, especially in a flame cutter machine with simple and compact nozzles which are easy to maintain, which can be produced in a low-cost manner and wherein the storage complexity of the working parts is reduced, the cutting nozzle connection is provided with a bore hole (30) with an inner thread for sealingly receiving a cutting nozzle provided with an outer thread, and with a radial peripheral sealing surface (31) for sealingly receiving a cutting nozzle with a sealing ring disposed on said sealing surface (31).

Description

Patentanmeldung Patent application
Schneidbrenner mit multifunktionalem BrennerkopfCutting torch with multifunctional torch head
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneidbrenner mit einem eineThe present invention relates to a cutting torch with a
Mittelachse aufweisenden Brennerkopf, mit dem eine Schneiddüse mit axialer Schneidsauerstoffleitung verbunden ist, die von einer eine axiale Durchgangsbohrung aufweisenden Heizdüse kappenartig umgriffen wird, wobei der Brennerkopf einen Schneiddüsen-Anschluss aufweist, an dem das stromaufseitige, obere Ende der Schneiddüse nach Außen dichtend aufgenommen wird, und der koaxial von einem ringspaltförmigen Heizdüsen- Anschluss umgeben ist, an dem das stromaufseitige, obere Ende der Heizdüse nach Außen dichtend aufgenommen wird.Torch head having a central axis, to which a cutting nozzle with an axial cutting oxygen line is connected, which is encompassed in a cap-like manner by a heating nozzle having an axial through-bore, the burner head having a cutting nozzle connection, on which the upstream, upper end of the cutting nozzle is accommodated in an outwardly sealing manner. and which is coaxially surrounded by an annular gap-shaped heating nozzle connection, on which the upstream, upper end of the heating nozzle is received in a sealing manner to the outside.
Ein derartiger Schneidbrenner ist aus der DE-T2 690 03 588 bekannt. Darin ist ein Schneidbrenner beschrieben, der einen Schneidkopf aufweist, an dem eine Schneiddüse mit axialer Sauerstoffleitung und eine axiale Durchgangsbohrung aufweisende Heizdüse, die die Schneiddüse kappenartig umgreift, befestigt sind. Hierzu sind die Heizdüse und die Schneiddüse mit transversalen Endflächen versehen, die mit entsprechenden transversalen Endflächen des Brennerkopfes korrespondieren und die mittels einer am Brennerkopf befestigtenSuch a cutting torch is known from DE-T2 690 03 588. A cutting torch is described therein which has a cutting head to which a cutting nozzle with an axial oxygen line and an axial through-hole heating nozzle, which surrounds the cutting nozzle in a cap-like manner, are fastened. For this purpose, the heating nozzle and the cutting nozzle are provided with transverse end faces which correspond to corresponding transverse end faces of the burner head and which are fastened to the burner head by means of one
Überwurfmutter, die sich an einem Außenkragen der Heizdüse abstützt, gegeneinander gezogen werden, so dass sich eine dichtende metallische Verbindung der jeweiligen transversalen Endflächen nach Außen ergibt.Union nut, which is supported on an outer collar of the heating nozzle, pulled against each other, so that there is a sealing metallic connection of the respective transverse end faces to the outside.
Bei dem bekannten Schneidbrenner ist die Schneiddüse als sogenannte Schlitzdüse ausgeführt. Diese ist aus einem Metallstück gebildet, das eine äußere kegelstumpfförmige Form mit einem breiten stromaufseitigen Ende und einem schmaleren stromabseitigen Ende aufweist. Die axiale Schneidsauerstoffleitung erstreckt sich vom oberen Ende bis zum Düsenaustritt. Am Außenumfang weist die Schneiddüse eine Reihe radialer Rippen (Längsschlitze) auf, die durch Längsfräsung im Metallkörper gebildet sind und die sich vom stromabseitigen Ende der Schneiddüse bis über einen stromaufseitig vorgesehenen AußenkragenIn the known cutting torch, the cutting nozzle is designed as a so-called slot nozzle. This is formed from a piece of metal that has an outer frustoconical shape with a wide upstream end and a narrower downstream end. The axial cutting oxygen line extends from the upper end to the nozzle outlet. On the outer circumference, the cutting nozzle has a series of radial ribs (longitudinal slots) which are formed by longitudinal milling in the metal body and which extend from the downstream end of the cutting nozzle to an outer collar provided on the upstream side
CONFlRMATiON C0PY erstrecken, mit dem die Schneiddüse auf einer radialen Innenaussparung in der Innenbohrung der Heizdüse aufliegt.CONFlRMATiON C0PY extend with which the cutting nozzle rests on a radial inner recess in the inner bore of the heating nozzle.
Die Heizdüse wird von einem massiven Teil mit einer sich zum stromabseitigen Ende konisch verjüngenden Innenbohrung gebildet. Die Innenbohrung weist in ihrem oberen Bereich die erwähnte radiale Innenaussparung auf. Der stromabseitig davon beginnende konische Teil der Innenbohrung ist etwas schmäler gehalten als die Einhüllende der Schneiddüsen-Rippen, so dass diese in der Heizdüse durch Einpressen von oben reibschlüssig fixiert werden kann. Dabei ergibt sich die axiale Anschlagposition durch die Auflage von Außenkragen und Innenaussparung.The heating nozzle is formed by a solid part with an inner bore which tapers conically towards the downstream end. The inner bore has the aforementioned radial inner recess in its upper region. The conical part of the inner bore, which begins downstream of it, is kept somewhat narrower than the envelope of the cutting nozzle ribs, so that it can be frictionally fixed in the heating nozzle by pressing in from above. The axial stop position results from the support of the outer collar and inner recess.
Die Fertigung derartiger, konischer Kontaktflächen bei Heiz- und Schneiddüse erfordert einen hohen Aufwand zur Einhaltung der notwendigen Maßhaltigkeit.The production of such conical contact surfaces in the heating and cutting nozzle requires a lot of effort to maintain the necessary dimensional accuracy.
Zudem ist der Einsatz des bekannten Schneidbrenners wegen der Konizität der Düsen auf einen kurzen Arbeitsabstand zwischen Düse und Werkstückoberfläche im Bereich um 5 bis 7 mm festgelegt.In addition, the use of the known cutting torch is limited to a short working distance between the nozzle and the workpiece surface in the range of 5 to 7 mm because of the taper of the nozzles.
Beim Betrieb des Schneidbrenners kommt es zu Verschmutzungen, insbesondere der Schneidsauerstoffleitung, die zu einem Nachlassen der Leistungen führen. Daher ist eine regelmäßige Reinigung erforderlich, bei der die Düsen vollständig auseinandergebaut werden müssen. Dies wirkt sich auf die Passung der konischen Kontaktflächen von Heizdüse und Schneiddüse nachteilig aus und kann darüber hinaus zu Beschädigungen der Düsen führen. Da die Schneiddüse einem stärkeren Verschleiß unterliegt wäre es auch wünschenswert, diese getrennt von der Heizdüse austauschen zu können.During operation of the cutting torch, contamination occurs, in particular the cutting oxygen line, which leads to a deterioration in performance. Regular cleaning is therefore required, in which the nozzles must be completely disassembled. This has an adverse effect on the fit of the conical contact surfaces of the heating nozzle and cutting nozzle and can also damage the nozzles. Since the cutting nozzle is subject to greater wear, it would also be desirable to be able to replace it separately from the heating nozzle.
Darüber hinaus ist je nach der Stärke des zu schneidenden Werkstücks und den Schneidparametern der Einsatz eines langsam verbrennenden oder eines schnell verbrennenden Brenngases notwendig. Bei dem bekannten Schneidbrenner müssen hierzu eine Auswahl unterschiedlicher Schneiddüsen und darauf abgestimmter Heizdüsen zur Verfügung stehen, was mit einem entsprechenden Aufwand für die Lagerhaltung und den Wechsel der unterschiedlichen Düsen einhergeht. Der bekannte Schneidbrenner weist zwar eine kompakte Bauwiese auf; jedoch ist er ausschließlich für den Einsatz mit Düsen, die eine transversale Dichtfläche aufweisen, die mit den jeweiligen transversalen Dichtflächen des Brennerkopfes korrespondieren, konzipiert.In addition, depending on the thickness of the workpiece to be cut and the cutting parameters, the use of a slow-burning or a fast-burning fuel gas is necessary. In the known cutting torch, a selection of different cutting nozzles and matched heating nozzles must be available for this purpose, which is associated with a corresponding outlay for storage and changing the different nozzles. The known cutting torch has a compact construction area; however, it is only designed for use with nozzles that have a transverse sealing surface that corresponds to the respective transverse sealing surfaces of the burner head.
Es sind auch Schneidbrenner bekannt, bei denen die Schneiddüse und die Heizdüse mittels Schraubverbindung am Brennerkopf gehalten werden.Cutting torches are also known in which the cutting nozzle and the heating nozzle are held on the torch head by means of a screw connection.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen flexibel einsetzbaren Schneidbrenner - insbesondere für eine Brennschneidmaschine - mit einfacher, kompakter Konstruktion der Düsen bereitzustellen, die mit leichterer Instandhaltung, einfacherer Wartung und einer kostengünstigen Fertigung einhergeht, und bei dem darüber hinaus der Aufwand für die Lagerhaltung der Verschleißteile verringert ist.The present invention is therefore based on the object of providing a cutting torch which can be used flexibly - in particular for a flame cutting machine - with a simple, compact design of the nozzles, which is associated with easier maintenance, easier maintenance and cost-effective production, and in which the effort for Storage of wear parts is reduced.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schneidbrenner mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Schneiddüsen- Anschluss eine erste Bohrung mit einer Innenwandung, die mit einemStarting from a cutting torch with the features mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the cutting nozzle connection has a first bore with an inner wall which is provided with a
Innengewinde und mit einer ersten radial umlaufenden, metallischen Dichtfläche für die dichtende Aufnahme einer mit Außengewinde versehenen und an der ersten Dichtfläche anliegenden Schneiddüse versehen ist, und dass die Innenwandung mit einer zweiten radial umlaufenden Dichtfläche für die dichtende Aufnahme einer Schneiddüse mit einem an der zweiten Dichtfläche anliegenden Dichtungsring versehen ist.Internal thread and is provided with a first radially circumferential, metallic sealing surface for the sealing reception of a cutting nozzle provided with an external thread and resting on the first sealing surface, and that the inner wall with a second radially circumferential sealing surface for the sealing reception of a cutting nozzle with one on the second sealing surface adjacent sealing ring is provided.
Der erfindungsgemäße Brennerkopf weist somit zwei unterschiedliche Anschlüsse für die Schneiddüse auf. Die Anschlüsse umfassen jeweils eine erste Bohrung (im folgenden auch als „Schneiddüsen-Aufnahme" bezeichnet), in die sich das obere Ende der Schneiddüse erstreckt.The torch head according to the invention thus has two different connections for the cutting nozzle. The connections each comprise a first bore (hereinafter also referred to as “cutting nozzle receptacle”), into which the upper end of the cutting nozzle extends.
Es sind mindestens zwei unterschiedliche Elemente für die Herstellung der Verbindung mit einer Schneiddüse vorgesehen. Eines der Elemente ist ein Innengewinde, das mit einem Außengewinde der Schneiddüse korrespondiert, wobei üblicherweise eine Dichtung nach Außen durch die beim Einschrauben erzeugte Anpresskraft zwischen aneinander liegenden Kontaktflächen erzeugt wird. Das andere Element ist eine radial umlaufende Dichtfläche, die mit einem Dichtungsring der Schneiddüse eine dichte Verbindung bildet.At least two different elements are provided for establishing the connection with a cutting nozzle. One of the elements is an internal thread, which corresponds to an external thread of the cutting nozzle, a seal usually being produced to the outside by the contact force generated when screwing in between contact surfaces lying against one another becomes. The other element is a radially circumferential sealing surface, which forms a tight connection with a sealing ring of the cutting nozzle.
Dadurch ist der Brennerkopf sowohl für solche Schneiddüsen einsetzbar, die an ihrem oberen Ende mit einem Außengewinde versehen sind als auch für solche Schneiddüsen, die an ihrem obere Ende einen Dichtungsring (O-Ring) aufweisen. Insoweit ist der Brennerkopf multifunktional ausgebildet, was ebenfalls zu verringerter Lagerhaltung für die Schneiddüsen und damit einhergehend geringeren Fertigungskosten beiträgt.As a result, the burner head can be used both for cutting nozzles that are provided with an external thread at their upper end and for those cutting nozzles that have a sealing ring (O-ring) at their upper end. In this respect, the torch head is designed to be multifunctional, which also contributes to reduced storage for the cutting nozzles and the associated lower manufacturing costs.
Zusätzlich dazu weist eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidbrenners der Heizdüsen-Anschluss eine zweite Bohrung mit einer Innenwandung auf, die mit einem Innengewinde und einer ersten radialen, metallischen Dichtfläche für die dichtende Aufnahme einer mit Außengewinde versehenen und an der ersten Dichtfiäche anliegenden Heizdüse versehen ist, wobei die Innenwandung mit einer zweiten radial umlaufenden Dichtfläche für die dichtende Aufnahme einer Heizdüse mit einem an der zweiten Dichtfläche anliegenden Dichtungsring versehen ist.In addition, a particularly preferred embodiment of the cutting torch according to the invention, the heating nozzle connection has a second bore with an inner wall, which is provided with an internal thread and a first radial, metallic sealing surface for the sealing reception of a heating nozzle provided with an external thread and resting on the first sealing surface , wherein the inner wall is provided with a second radially circumferential sealing surface for the sealing reception of a heating nozzle with a sealing ring abutting the second sealing surface.
Bei dieser Ausführungsform ergeben sich für die dichtende Halterung der Heizdüse am Brennerkopf die gleichen vorteilhaften Wirkungen hinsichtlich der Flexibilität des Brennerkopfeinsatzes, wie vorher für die Schneiddüse erläutert.In this embodiment, the same advantageous effects with regard to the flexibility of the burner head insert result for the sealing mounting of the heating nozzle on the burner head as previously explained for the cutting nozzle.
Es hat sich besonders bewährt, den Außenmantel der Schneiddüse am oberen Ende mit einem Dichtungsring zu versehen ist, der an der Innenwandung der ersten Bohrung dichtend anliegt.It has proven particularly useful to provide the outer jacket of the cutting nozzle with a sealing ring at the upper end, which sealingly abuts the inner wall of the first bore.
Mittels des Dichtungsrings wird die Schneidsauerstoffleitung nach Außen abgedichtet und gleichzeitig wird die Schneiddüse in der Schneiddüsen-Aufnahme radial fixiert. Die Schneiddüse wird aus der Schneiddüsen-Aufnahme in Richtung der Längsachse unter elastischer Verformung des Dichtungsrings herausgezogen, und umgekehrt - wird das obere Ende der Schneiddüse durch axiales Einführen in die Schneiddüsen-Aufnahme fixiert. Diese Art der Fixierung der Schneiddüse erfordert einen geringen Aufwand beim Düsenwechsel und es wird darüber hinaus eine im Vergleich zu einer metallischen Dichtung verbesserte Dichtheit erreicht. Der Dichtungsring ist in der Regel ein am Außenmantel anliegender oder in einer Ringnut desselben eingelegten Ring aus elastischem Material.The cutting oxygen line is sealed to the outside by means of the sealing ring and at the same time the cutting nozzle is fixed radially in the cutting nozzle receptacle. The cutting nozzle is pulled out of the cutting nozzle receptacle in the direction of the longitudinal axis with elastic deformation of the sealing ring, and vice versa - the upper end of the cutting nozzle is fixed by axial insertion into the cutting nozzle receptacle. This type of fixation of the cutting nozzle requires little effort when changing the nozzle and, moreover, an improved tightness compared to a metallic seal is achieved. The sealing ring is usually a ring made of elastic material which is in contact with the outer jacket or is inserted in an annular groove of the same.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn die Schneiddüse in der ersten Bohrung mit axialem Spiel gehalten wird. Die Schneiddüse wird dabei in der ersten Bohrung lediglich radial fixiert, während in Richtung der Mittelachse auf eine axiale Anschlagposition verzichtet wird. Durch das axiale Spiel werden Maßtoleranzen in der Länge der Schneiddüse abgefangen, so dass diese weder einen Einfluss auf die Außenabmessungen des Schneidbrenners haben, noch zu etwaigen Undichtigkeiten führen können. Wesentlich ist, dass die Schneiddüse auf der Stützfläche der Heizdüse definiert aufliegt, was durch den auf die obere Stirnseite wirkenden Schneidsauerstoff-Druck gewährleistet wird. Auch diese Maßnahme vereinfacht den Düsenwechsel und erhöht die Betriebssicherheit des Brenners.A further improvement results if the cutting nozzle is held in the first bore with axial play. The cutting nozzle is only fixed radially in the first bore, while there is no axial stop position in the direction of the central axis. The axial play compensates for dimensional tolerances in the length of the cutting nozzle, so that they neither have an influence on the external dimensions of the cutting torch, nor can they lead to any leaks. It is essential that the cutting nozzle lies in a defined manner on the support surface of the heating nozzle, which is ensured by the cutting oxygen pressure acting on the upper end face. This measure also simplifies the nozzle change and increases the operational reliability of the burner.
Es hat sich in dem Zusammenhang als günstig erwiesen, die Schneiddüse an ihrem oberen Ende mit einer stirnseitig abgerundeten Außenkante zu versehen. Die stirnseitig abgerundete Außenkante erleichtert das oben beschriebene axiale Einführen der Schneiddüse in die erste Bohrung des Brennerkopfs.In connection with this, it has proven to be advantageous to provide the cutting nozzle with an outer edge rounded at its top end. The rounded outer edge facilitates the above-described axial insertion of the cutting nozzle into the first bore of the torch head.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidbrenners weist die Heizdüse einen Außenmantel auf, der am oberen Ende mit einem Dichtungsring versehen ist, der an der zweiten Bohrung dichtend anliegt.In a particularly preferred embodiment of the cutting torch according to the invention, the heating nozzle has an outer jacket which is provided at the upper end with a sealing ring which lies sealingly against the second bore.
Die zweite Bohrung wird im folgenden auch als „Heizdüsen-Aufnahme" bezeichnet. Mittels des Dichtungsrings wird das in der Heizdüse geführte Gasgemisch nach Außen (gegen Atmosphäre) abgedichtet und gleichzeitig die Heizdüse in der Heizdüsen-Aufnahme radial fixiert. Zur Entnahme wird die Heizdüse aus der Heizdüsen-Aufnahme in Richtung der Längsachse unter elastischer Verformung des Dichtungsrings herausgezogen, und umgekehrt - wird das obere Ende der Heizdüse durch axiales Einpressen in die Heizdüsen- Aufnahme fixiert. Bei dieser Ausführungsform des Schneidbrenners, bei der die radiale Fixierung und die Abdichtung der Heizdüse nach Außen in ähnlicher Weise erfolgt, wie dies oben für die Schneiddüse als vorteilhaft beschrieben ist, ergeben sich genannten Vorteile hinsichtlich eines geringen Aufwands beim Düsenwechsel und einer verbesserten Dichtheit. Heizdüse und Schneiddüse können beim erfindungsgemäßen Schneidbrenner unabhängig voneinander gewechselt werden.The second hole is also referred to below as the "heating nozzle holder". The sealing ring seals the gas mixture in the heating nozzle to the outside (against the atmosphere) and at the same time fixes the heating nozzle radially in the heating nozzle holder. The heating nozzle is removed for removal the heating nozzle receptacle in the direction of the longitudinal axis with elastic deformation of the sealing ring, and vice versa - the upper end of the heating nozzle is fixed by axially pressing it into the heating nozzle receptacle to the outside in a manner similar to that described above as being advantageous for the cutting nozzle, there are advantages mentioned with regard to a low outlay when changing the nozzle and an improved tightness. The heating nozzle and cutting nozzle can be replaced independently of one another in the cutting torch according to the invention.
Es hat sich bewährt, den Außenmantel der Heizdüse stromabseitig zumIt has proven useful to face the outer jacket of the heating nozzle downstream
Dichtungsring mit einem Außenkragen, der mit einer stromaufseitigen Ringfläche an einer stirnseitigen Ringfläche des Brennerkopfs anliegt, zu versehen. Durch den unterhalb des Dichtungsrings vorgesehenen Außenkragen ergibt sich ein Anschlag für die Heizdüse und somit eine reproduzierbare Positionierung zum Brennerkopf.Sealing ring with an outer collar, which rests with an upstream ring surface on an end ring surface of the burner head. The outer collar provided below the sealing ring results in a stop for the heating nozzle and thus a reproducible positioning in relation to the burner head.
Vorzugsweise ist die Heizdüse mittels einer am Außenmantel der Heizdüse lösbar angreifenden Kupplung am Brennerkopf fixiert, wobei die Kupplung eine Durchgangs-Innenbohrung mit einer radialen Querschnittsverengung aufweist, die eine nach außen ragende Erweiterung der Heizdüse untergreift. Die Kupplung gewährleistet zum einen die Positionierung der Heizdüse, und damit auch mittelbar die Positionierung der an der Heizdüse anliegenden Schneiddüse in Bezug auf den Brennerkopf. Zum anderen ermöglicht eine Kupplung - insbesondere eine Schnellverschlusskupplung - ein besonders einfaches und rasches Lösen und Montieren der Düsen am Brennerkopf. Hierzu ist die Kupplung einerseits am Brennerkopf lösbar befestigt und andererseits untergreift sie eine nach außen ragende Erweiterung der Heizdüse, und fixiert deren Lage zum Brennerkopf. Konstruktiv besonders einfach gestaltet es sich, wenn diese Erweiterung durch den Außenkragen der Heizdüse gebildet wird.The heating nozzle is preferably fixed to the burner head by means of a coupling which engages detachably on the outer jacket of the heating nozzle, the coupling having a through-bore with a radial cross-sectional constriction which engages under an outwardly extending extension of the heating nozzle. The coupling ensures on the one hand the positioning of the heating nozzle, and thus also indirectly the positioning of the cutting nozzle on the heating nozzle in relation to the burner head. On the other hand, a coupling - in particular a quick-release coupling - enables the nozzles to be released and mounted on the burner head in a particularly simple and quick manner. For this purpose, the coupling is detachably fastened to the burner head on the one hand and, on the other hand, it engages under an outwardly extending extension of the heating nozzle and fixes its position in relation to the burner head. It is structurally particularly simple if this extension is formed by the outer collar of the heating nozzle.
Als vorteilhaft hat es sich erweisen, wenn der Außenmantel der Heizdüse mit einem stromabseitig am Außenkragen anliegenden, unteren Dichtungsring versehen ist. In dem Fall weist die Heizdüse oberhalb des Außenkragens einen Dichtungsring und axial versetzt unterhalb davon einen zweiten, unteren Dichtungsring auf. Dieser wird von der den Außenkragen untergreifenden Kupplung gegen die stromabseitig gerichtete Ringfläche des Außenkragens gepresst und drückt dadurch die Heizdüse nach oben, gegen den Brennerkopf. Dadurch wird zum einen eine spielfreie, Fertigungstoleranzen der Heizdüse kompensierende Fixierung der Heizdüse am Brennerkopf erreicht, und zum anderen eine weitere Abdichtung gegen Atmosphäre.It has proven to be advantageous if the outer jacket of the heating nozzle is provided with a lower sealing ring which bears against the outer collar on the downstream side. In this case, the heating nozzle has a sealing ring above the outer collar and, axially offset below it, a second, lower sealing ring. This is pressed by the coupling under the outer collar against the downstream annular surface of the outer collar and thereby pushes the heating nozzle upwards against the burner head. On the one hand, this results in a play-free, manufacturing tolerances of the heating nozzle compensating fixation of the heating nozzle on the burner head achieved, and on the other hand a further seal against atmosphere.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidbrenners mit Düsenhalterung mittels lösbarer Kupplung ergibt sich eine weitere Erleichterung beim Düsenwechsel, wenn der Außenmantel der Heizdüse mit einer umlaufenden Außennut mit darin eingelegtem O-Ring versehen ist, der in eine stromabseitig der Querschnittsverengung vorgesehene Innennut in der Innenbohrung der Kupplung eingreift. Der in der umlaufenden Außennut eingelegte O-Ring greift in die Innennut der Kupplung ein und bildet eine lockere Verbindung zwischen Heizdüse und Kupplung, so dass beim Lösen der Kupplung vom Brennerkopf einIn one embodiment of the cutting torch according to the invention with a nozzle holder by means of a detachable coupling, there is a further relief when changing the nozzle if the outer jacket of the heating nozzle is provided with a circumferential outer groove with an O-ring inserted therein, the inner groove provided downstream of the cross-sectional constriction in the inner bore of the coupling intervenes. The O-ring inserted in the circumferential outer groove engages in the inner groove of the coupling and forms a loose connection between the heating nozzle and the coupling, so that when the coupling is released from the burner head
Herausrutschen der Heizdüse aus der Innenbohrung der Kupplung sowohl nach unten als auch nach oben verhindert wird. Die beiden Bauelemente - Heizdüse und Kupplung - können aber gegen den Widerstand des O-Rings auseinander gezogen werden.The heating nozzle slips out of the inner bore of the coupling both downwards and upwards. The two components - heating nozzle and coupling - can be pulled apart against the resistance of the O-ring.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäßeIn a particularly preferred embodiment, the invention is
Schneidbrenner mit einer sogenannten Schlitzdüse ausgestattet. Hierbei weist die Schneiddüse einen Außenmantel auf, der mit am Umfang verteilten Längsschlitzen versehen ist, die sich vom unteren, stromabseitigen Ende der Schneiddüse über eine stromaufseitig davon vorgesehene, eine radial umlaufende Auflagefläche bildende Querschnittserweiterung erstrecken, und wobei die Heizdüse im Bereich zwischen ihrem oberen, stromaufseitigen Ende und ihrem Düsenaustritt mit einer eine radial umlaufende, stromaufseitige Stützfläche bildenden Querschnittverengung versehen ist, auf welcher die Schneiddüse mit ihrer Auflagefläche aufliegt.Cutting torch equipped with a so-called slot nozzle. Here, the cutting nozzle has an outer jacket which is provided with longitudinal slots distributed around the circumference, which extend from the lower, downstream end of the cutting nozzle via a cross-sectional widening provided upstream thereof and forming a radially circumferential bearing surface, and the heating nozzle in the region between its upper, upstream end and its nozzle outlet is provided with a cross-sectional constriction forming a radial circumferential, upstream support surface, on which the cutting nozzle rests with its support surface.
Durch die Auflage der Schneiddüse auf der Stützfläche der Heizdüse sind die beiden Düsen axial zueinander fixiert. Eine formschlüssige Verbindung zwischen Heizdüse und Schneiddüse untereinander oder mit dem Brennerkopf ist hierfür nicht erforderlich, so dass der Düsenwechsel beim erfindungsgemäßen Schneidbrenner insgesamt erleichtert ist. Dies führt einerseits dazu, dass Schneiddüse und Heizdüse ohne großen Aufwand und ohne die Gefahr einerBy resting the cutting nozzle on the support surface of the heating nozzle, the two nozzles are fixed axially to one another. A positive connection between the heating nozzle and the cutting nozzle with one another or with the torch head is not necessary for this, so that the nozzle change in the cutting torch according to the invention is made easier overall. On the one hand, this means that the cutting nozzle and heating nozzle can be easily and without the risk of
Beschädigung von etwaigen Pass- oder Kontaktflächen getrennt voneinander vom Brennerkopf gelöst werden können. ln einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schneidbrenners beträgt der Abstand zwischen dem oberem Ende der Schneiddüse und der Auflagefläche zwischen 25 mm und 35 mm. Eine derartige kurze Länge der Schneiddüse und eine damit einhergehende kompakte Bauform des Schneidbrenners wird insbesondere erreicht, wenn die Schneiddüse mittelsDamage to any fitting or contact surfaces can be solved separately from the burner head. In a preferred embodiment of the cutting torch according to the invention, the distance between the upper end of the cutting nozzle and the contact surface is between 25 mm and 35 mm. Such a short length of the cutting nozzle and an associated compact design of the cutting torch is achieved in particular if the cutting nozzle is by means of
Dichtungsring im Brennerkopf gehalten wird, und nicht - wie üblich - mittels einer Gewindeverbindung oder Druckschraube.Sealing ring is held in the burner head, and not - as usual - by means of a threaded connection or pressure screw.
Vorzugsweise kommt eine Heizdüse zum Einsatz, bei der der Abstand zwischen der Stützfläche und dem unterem Ende der Heizdüse zwischen 6 mm und 10 mm beträgt. Die genannten Abstandsgrenzwerte ergeben sich als Kompromiss zwischen den Erfordernissen einerseits einer hinreichenden radialen Führung der Schneiddüse im Außenzylinder der Heizdüse, und andererseits einer geringen Bauhöhe, um einen möglichst kompakten Schneidbrenner bereitzustellen.A heating nozzle is preferably used in which the distance between the support surface and the lower end of the heating nozzle is between 6 mm and 10 mm. The distance limits mentioned are a compromise between the requirements, on the one hand, of adequate radial guidance of the cutting nozzle in the outer cylinder of the heating nozzle, and, on the other hand, of a low overall height in order to provide a cutting torch that is as compact as possible.
Vorzugsweise bildet der Außenmantel der Schneiddüse stromabseitig der Auflagefläche einen Außenzylinder, wobei die Durchgangsbohrung der Heizdüse stromabseitig der Stützfläche zylinderförmig und als radiale Führung des Außenzylinders ausgebildet ist.The outer jacket of the cutting nozzle preferably forms an outer cylinder downstream of the support surface, the through-bore of the heating nozzle downstream of the support surface being cylindrical and designed as a radial guide for the outer cylinder.
Beim erfindungsgemäßen Schneidbrenner ist die Durchgangsbohrung der Heizdüse mindestens in dem Längenabschnitt stromabseitig der Stützfläche bis zum Düsenaustritt zylinderförmig ausgebildet. Dieser zylinderförmig ausgebildete Längenabschnitt der Heizdüse wird im folgenden als „Innenzylinder" bezeichnet.In the cutting torch according to the invention, the through bore of the heating nozzle is cylindrical at least in the longitudinal section downstream of the support surface up to the nozzle outlet. This cylindrical section of the heating nozzle is referred to below as the “inner cylinder”.
Außerdem ist auch der Außenmantel der Schneiddüse mindestens in dem Längenabschnitt zwischen ihrer Auflagefläche und dem Düsenaustritt zylinderförmig ausgebildet. In diesem Längenabschnitt ist die Schneiddüse mit den am Außenumfang verteilten Längsschlitzen versehen, deren Einhüllende als „Außenzylinder" bezeichnet wird.In addition, the outer jacket of the cutting nozzle is also cylindrical at least in the longitudinal section between its support surface and the nozzle outlet. In this length section, the cutting nozzle is provided with the longitudinal slots distributed on the outer circumference, the envelope of which is referred to as the “outer cylinder”.
Der Innenzylinder der Heizdüse dient als radiale Führung für das stromabseitige Ende der Schneiddüse. Hierzu umgibt die Heizdüse den Außenzylinder der Schneiddüse mit geringem radialem Spiel. Dies führt einerseits dazu, dass Schneiddüse und Heizdüse ohne großen Aufwand und ohne die Gefahr einer Beschädigung von Pass- oder Kontaktflächen getrennt voneinander vom Brennerkopf gelöst werden können, und die Führung trägt zur radialen Zentrierung der Schneiddüse bei. Durch die Auflage der Schneiddüse auf der Stützfläche der Heizdüse sind die beiden Düsen - wie oben bereits erwähnt - auch axial zueinander fixiert, ohne das hierfür ein form- oder reibschlüsiger Verbindung erforderlich ist.The inner cylinder of the heating nozzle serves as a radial guide for the downstream end of the cutting nozzle. For this purpose, the heating nozzle surrounds the outer cylinder of the cutting nozzle with little radial play. On the one hand, this means that the cutting nozzle and heating nozzle can be easily and without the risk of Damage to fitting or contact surfaces can be solved separately from the torch head, and the guide contributes to the radial centering of the cutting nozzle. By placing the cutting nozzle on the support surface of the heating nozzle, the two nozzles - as already mentioned above - are also axially fixed to one another without a positive or frictional connection being required for this.
Die Heizdüse ist aufgrund ihrer Ausbildung mit Innenzylinder für den Einsatz mit unterschiedlichen Schneiddüsen, beispielsweise von Schneiddüsen für langsam verbrennende Brenngase oder für schnell verbrennende Brenngase geeignet. Dies wird im folgenden näher erläutert: Schneiddüsen für langsam verbrennende und Schneiddüsen für schnell verbrennende Brenngase unterscheiden sich in ihrem axialen Abstand zwischen der Düsenaustritten von Heizdüse und Schneiddüse sowie durch den Ausströmquerschnitt der Heizdüse für das Brenngas-Sauerstoffgemisch . Beim erfindungsgemäßen Schneidbrenner wird der Abstand allein durch die Länge des jeweiligen Außenzylinders der Schneiddüse vorgegeben. Die Länge des Außenzylinders ist ohne großen Fertigungsaufwand exakt einstellbar; eine aufwendige Anpassung der Düsen aufeinander ist bei dem erfindungsgemäßen Schneidbrenner nicht erforderlich. Bei einem Wechsel der Brenngase von Schnell verbrennenden auf Langsam verbrennende - oder umgekehrt - kann die bisherige Schneiddüse durch eine an die neuenDue to its design with an inner cylinder, the heating nozzle is suitable for use with different cutting nozzles, for example cutting nozzles for slowly burning fuel gases or for rapidly burning fuel gases. This is explained in more detail below: Cutting nozzles for slow-burning and cutting nozzles for fast-burning fuel gases differ in their axial distance between the nozzle outlets of the heating nozzle and cutting nozzle and in the cross-section of the heating nozzle for the fuel gas-oxygen mixture. In the cutting torch according to the invention, the distance is predetermined solely by the length of the respective outer cylinder of the cutting nozzle. The length of the outer cylinder can be exactly adjusted without great manufacturing effort; a complex adaptation of the nozzles to one another is not necessary in the cutting torch according to the invention. When changing the fuel gases from fast-burning to slow-burning - or vice versa - the previous cutting nozzle can be replaced by the new one
Erfordernisse angepasste Schneiddüse ersetzt werden, ohne dass ein Austausch der Heizdüse erforderlich ist. Die Heizdüse ist für den Einsatz mit jeder der Schneiddüsen des Düsensystem geeignet und kann auch bei einem Austausch der Schneiddüse beibehalten werden. Dies verringert die Vielfalt der zu bevorratenden Düsenformen, vereinfacht die Lagerhaltung und verbessert im übrigen die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Schneidbrenners, indem Kombinationen ungeeigneter Düsen vermieden werden.Cutting nozzle adapted to the requirements can be replaced without having to replace the heating nozzle. The heating nozzle is suitable for use with any of the cutting nozzles in the nozzle system and can also be retained when the cutting nozzle is replaced. This reduces the variety of the nozzle shapes to be stored, simplifies storage and improves the operational safety of the cutting torch according to the invention by avoiding combinations of unsuitable nozzles.
Zu den erweiterten Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Schneidbrenners trägt außerdem bei, dass mit der zylindrische Düsenform - im Vergleich zu konischen Düsen - größere und variablere Arbeitsabstände zwischen Düse und Werkstückoberfläche möglich sind; typischerweise etwa zwischen 15 bis 20 mm. Die Düsen des erfindungsgemäßen Schneidbrenners bestehen in der Regel aus Edelstahl, Messing oder aus Keramik. Besonders bei den metallischen Werkstoffen wird eine Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erreicht, wenn die Oberfläche der Schneiddüse und/oder die Oberfläche der Heizdüse eine Hartstoffschicht aufweist. Dadurch ergibt sich eine längere Lebensdauer der Düsen und ein geringerer Wartungsaufwand. Als Hartstoffschicht kommen insbesondere Beschichtungen aus Metallnitriden oder -carbiden in Betracht, wie zum Beispiel CrN, TiN, TiC, WC.The fact that the cylindrical nozzle shape - in comparison to conical nozzles - allows larger and more variable working distances between the nozzle and the workpiece surface also contributes to the expanded application possibilities of the cutting torch according to the invention; typically between about 15 to 20 mm. The nozzles of the cutting torch according to the invention are usually made of stainless steel, brass or ceramic. In the case of metallic materials in particular, an improvement in wear resistance is achieved if the surface of the cutting nozzle and / or the surface of the heating nozzle has a hard material layer. This results in a longer service life for the nozzles and less maintenance. In particular, coatings made of metal nitrides or carbides, such as CrN, TiN, TiC, WC, come into consideration as the hard material layer.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im einzelnen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and a drawing. The drawings show in detail:
Figur 1 : eine Ansicht einer Schneiddüse für einen erfindungsgemäßen Schneidbrenner in einem Längsschnitt,FIG. 1 shows a longitudinal section of a cutting nozzle for a cutting torch according to the invention,
Figur 2: eine Ansicht einer Heizdüse für einen erfindungsgemäßen Schneidbrenner in einem Längsschnitt,FIG. 2 shows a longitudinal section of a heating nozzle for a cutting torch according to the invention,
Figur 3: eine Ansicht eines Brennerkopfes für einen erfindungsgemäßen Schneidbrenner in einem Längsschnitt,FIG. 3 shows a longitudinal section of a torch head for a cutting torch according to the invention,
Figur 4: eine Zusammenbauzeichnung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, montierten Schneidbrenners in einem Längsschnitt,FIG. 4: an assembly drawing of a first embodiment of an assembled cutting torch according to the invention in a longitudinal section,
Figur 5a: einen Längsschnitt einer Schneiddüse für schnell verbrennendes Gas, montiert in einer Heizdüse,FIG. 5a: a longitudinal section of a cutting nozzle for rapidly burning gas, mounted in a heating nozzle,
Figur 5b: einen Längsschnitt einer Schneiddüse für langsam verbrennendes Gas, montiert in einer Heizdüse, undFigure 5b: a longitudinal section of a cutting nozzle for slowly burning gas, mounted in a heating nozzle, and
Figur 6 eine Zusammenbauzeichnung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, montierten Schneidbrenners in einemFigure 6 is an assembly drawing of a second embodiment of an assembled cutting torch according to the invention in one
Längsschnitt.Longitudinal section.
Figur 4 zeigt eine erste Ausführungsform eines montierten Schneidbrenners gemäß der Erfindung. Dieser ist Teil einer Brennschneidmaschine zum Autogenschneiden. Der Schneidbrenner besteht im wesentlichen aus einem Brennerkopf 1 , der mit einer Schneiddüse 2, und mit einer die Schneiddüse 2 umgreifenden Heizdüse 3 mittels einer Kupplung 4 verbunden ist. Im folgenden werden die konstruktiven Merkmale der einzelnen Bauteile und deren Funktion anhand der Figuren 1 bis 3 und der Zusammenbauzeichnung gemäß Figur 4 näher erläutert.Figure 4 shows a first embodiment of an assembled cutting torch according to the invention. This is part of a flame cutting machine for Oxyfuel cutting. The cutting torch essentially consists of a burner head 1, which is connected to a cutting nozzle 2 and to a heating nozzle 3 encompassing the cutting nozzle 2 by means of a coupling 4. The structural features of the individual components and their function are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3 and the assembly drawing according to FIG.
Die Schneiddüse 2 gemäß Figur 1 besteht aus einem um die Mittelachse 15 rotationssymmetrischen, im wesentlichen zylinderförmigen Messingteil, das mit einer Hartstoffschicht aus Chromnitrid (CrN) versehen ist. Der Außenmantel der Schneiddüse 2 weist zwei zylinderförmige Längenabschnitte auf, die sich in ihrem Durchmesser unterscheiden, und die durch eine umlaufende Rechteck-Stufe 5 mit einer stromabseitig weisenden und senkrecht zur Mittelachse 15 verlaufenden Auflagefläche mit einer definierten, umlaufenden Abschlusskante 25 verbunden sind. Im oberen stromaufseitigen Längenabschnitt 6 (oberer Außenzylinder) liegt der Außendurchmesser bei 8 mm, im unteren stromabseitigen Längenabschnitt 7 (oberer Außenzylinder) beträgt der Außendurchmesser 6 mm. Die Schneiddüse 2 ist Teil des erfindungsgemäßen Düsensystems, das mehrere auswechselbare Schneiddüsen umfasst, die jeweils für ein bestimmtes Brenngas und einen vorgegebenen Leistungsbereich ausgelegt sind. Bei allen Düsen dieses Düsensystems hat der obere Außenzylinder 6 eine Länge von 30 mm. Die Länge des unteren Außenzylinders 7 ist maßgeblich für die Eignung der Schneiddüse hinsichtlich der Art des Brenngases. Bei der Schneiddüse 2, die für schnell verbrennendes Brenngas ausgelegt ist, liegt die Länge des unteren Außenzylinder 7 bei 8 mm.The cutting nozzle 2 according to FIG. 1 consists of a substantially cylindrical brass part which is rotationally symmetrical about the central axis 15 and which is provided with a hard material layer made of chromium nitride (CrN). The outer jacket of the cutting nozzle 2 has two cylindrical longitudinal sections, which differ in their diameter, and which are connected by a circumferential rectangular step 5 with a support surface pointing downstream and perpendicular to the central axis 15 and having a defined, circumferential end edge 25. In the upper upstream length section 6 (upper outer cylinder) the outer diameter is 8 mm, in the lower downstream length section 7 (upper outer cylinder) the outer diameter is 6 mm. The cutting nozzle 2 is part of the nozzle system according to the invention, which comprises a plurality of interchangeable cutting nozzles, each of which is designed for a specific fuel gas and a predetermined output range. With all nozzles of this nozzle system, the upper outer cylinder 6 has a length of 30 mm. The length of the lower outer cylinder 7 is decisive for the suitability of the cutting nozzle with regard to the type of fuel gas. In the cutting nozzle 2, which is designed for fast-burning fuel gas, the length of the lower outer cylinder 7 is 8 mm.
Der untere Außenzylinder 7 und der daran angrenzende Teil des oberenThe lower outer cylinder 7 and the adjacent part of the upper
Außenzylinders 6 sind mit einer Vielzahl axialer Längsschlitze 8 versehen, die über den Umfang des Außenmantels gleichmäßig verteilt sind, und die sich über die Stufe 5 erstrecken. Die Längsschlitze 8 dienen der Zufuhr eines Brenngas- Sauerstoffgemisches zum Heizdüsen-Austritt (siehe Figur 4).Outer cylinders 6 are provided with a plurality of axial longitudinal slots 8, which are evenly distributed over the circumference of the outer jacket, and which extend over the step 5. The longitudinal slots 8 are used to supply a fuel gas-oxygen mixture for the outlet of the heating nozzle (see FIG. 4).
Am oberen Ende der Schneiddüse 2 weist der Außenmantel eine umlaufende Nut auf, die für die Aufnahme eines O-Rings 9 aus einem hitzebeständigen Werkstoff, z.B. Silikon, vorgesehen ist. Die stirnseitige Außenkante 10 am oberen Ende der Schneiddüse 2 ist abgerundet und ragt in eine Innenbohrung 30 des Brennerkopfes 1 , an deren Innenwandung der O-Ring 9 dichtend anliegt.At the upper end of the cutting nozzle 2, the outer jacket has a circumferential groove which is provided for receiving an O-ring 9 made of a heat-resistant material, for example silicone. The front outer edge 10 at the upper end of the cutting nozzle 2 is rounded and protrudes into an inner bore 30 of the burner head 1, on the inner wall of which the O-ring 9 lies sealingly.
Mittels des O-Rings 9 wird die Schneidsauerstoffieitung 11 nach Außen abgedichtet und gleichzeitig wird die Schneiddüse 2 innerhalb einer Innenbohrung 30 des Brennerkopfs 1 (Figur 4) radial fixiert. Auf einen axialen stirnseitigen Anschlag für die Schneiddüse in der Innenbohrung 30 wird verzichtet, so dass durch axiales Spiel Maßtoleranzen in der Länge der Schneiddüse abgefangen werden können. Die axiale Position der Schneiddüse 2 wird allein durch die definierte Auflage auf einer Stützstufe 16 der Heizdüse 3 bestimmt (siehe Figur 4), was durch den auf die obere Stirnseite 10 wirkenden Schneidsauerstoff-Druck gewährleistet wird. Diese Art der Halterung der Schneiddüse 2 - unmittelbar am Brennerkopf und ohne mechanische Verbindung - erfordert einen geringen Aufwand beim Düsenwechsel und es wird darüber hinaus eine geringe Bauhöhe und eine im Vergleich zu einer metallischen Dichtung verbesserte Dichtheit erreicht.The cutting oxygen line 11 is sealed to the outside by means of the O-ring 9, and at the same time the cutting nozzle 2 is radially fixed within an inner bore 30 of the torch head 1 (FIG. 4). An axial end stop for the cutting nozzle in the inner bore 30 is dispensed with, so that dimensional tolerances in the length of the cutting nozzle can be absorbed by axial play. The axial position of the cutting nozzle 2 is determined solely by the defined support on a support step 16 of the heating nozzle 3 (see FIG. 4), which is ensured by the cutting oxygen pressure acting on the upper end face 10. This type of mounting of the cutting nozzle 2 - directly on the torch head and without mechanical connection - requires little effort when changing the nozzle and, in addition, a low overall height and an improved seal compared to a metallic seal are achieved.
In der Mittelachse 15 der Schneiddüse 2 verläuft der Schneidsauerstoffkanal 11, der in Form einer Laval-Düse ausgebildet ist. Der Düseneintritt 24 verengt sich von oben nach unten trichterförmig, um einen turbulenzarmen Gaseintritt zu gewährleisten. Nach dem Düseneintritt verengt sich der Schneidsauerstoffkanal 11 in Form eines Innenkonus 12 im oberen Ende der Schneiddüse 2 und mündet im unteren Ende der Schneiddüse 2 als mehr oder weniger zylindrische Innenbohrung (Laval-Düse) am Düsenaustritt 13.The cutting oxygen channel 11, which is designed in the form of a Laval nozzle, runs in the central axis 15 of the cutting nozzle 2. The nozzle inlet 24 narrows in a funnel shape from top to bottom in order to ensure a low-turbulence gas inlet. After the nozzle inlet, the cutting oxygen channel 11 narrows in the form of an inner cone 12 in the upper end of the cutting nozzle 2 and opens into the lower end of the cutting nozzle 2 as a more or less cylindrical inner bore (Laval nozzle) at the nozzle outlet 13.
Die in Figur 2 gezeigte Heizdüse 3 besteht aus Kupfer. Sie ist ebenfalls rotationssymmetrisch um die Mittelachse 15 ausgebildet und mit einerThe heating nozzle 3 shown in Figure 2 is made of copper. It is also rotationally symmetrical about the central axis 15 and with a
Hartstoffschicht aus CrN versehen. Die Heizdüse 3 ist für die Aufnahme einer Schneiddüse 2 gemäß Figur 1 geeignet. Hierzu weist die Durchgangsbohrung 17 der Heizdüse 3 im Bereich zwischen ihrem oberen, stromaufseitigen Ende und dem Düsenaustritt 14 eine radial umlaufende, nach oben gerichtete Stützstufe 16 auf, auf der die Schneiddüse 2 mit ihrer stromabseitig gerichteten Auflagefläche der Stufe 5 aufliegt (Figur 4). Die Durchgangsbohrung 17 ist unterhalb der Stützstufe 16 zylinderförmig mit einem Innendurchmesser von etwas mehr als 6 mm ausgebildet. Der mit der Bezugsziffer 18 gekennzeichnete zylinderförmige Längenabschnitt hat eine Länge von 10 mm und dient ohne Bildung einer schlüssigen Verbindung als radiale Führung für den unteren Außenzylinder 7 der Schneiddüse 2. Dadurch können Schneiddüse 2 und Heizdüse 3 separat gewechselt werden.Provide hard material layer made of CrN. The heating nozzle 3 is suitable for receiving a cutting nozzle 2 according to FIG. 1. For this purpose, the through-bore 17 of the heating nozzle 3 in the area between its upper, upstream end and the nozzle outlet 14 has a radially circumferential, upwardly directed support step 16, on which the cutting nozzle 2 rests with its downstream contact surface of step 5 (FIG. 4). The through hole 17 is cylindrical below the support step 16 with an inner diameter of slightly more than 6 mm. The cylindrical length section marked with the reference number 18 has a length of 10 mm and serves as a radial guide for the lower outer cylinder 7 of the cutting nozzle 2 without forming a coherent connection. This enables the cutting nozzle 2 and heating nozzle 3 to be replaced separately.
Der Außenmantel der Heizdüse 3 weist einen sich zum Düsenaustritt verjüngenden Konus 19 auf, der nach oben in einen im wesentlichen zylinderförmigen Längenabschnitt 20 übergeht. Am oberen Ende des Längenabschnitts 20 ist eine umlaufende Nut mit einem O-Ring 21 aus Silikon vorgesehen, der an der Innenwandung einer Ringnut 33 im Brennerkopf 1 dichtend anliegt (Figur 4).The outer jacket of the heating nozzle 3 has a cone 19 which tapers towards the nozzle outlet and merges upwards into an essentially cylindrical length section 20. At the upper end of the length section 20 there is a circumferential groove with an O-ring 21 made of silicone, which lies sealingly against the inner wall of an annular groove 33 in the burner head 1 (FIG. 4).
Mittels des O-Rings 21 wird die Zuleitung 26 (siehe Figur 4) für das Brennstoff- Sauerstoffgemisch gegen Atmosphäre abgedichtet und gleichzeitig wird die Heizdüse 3 innerhalb der Ringnut 33 des Brennerkopfs 1 radial fixiert (Figur 4). Diese Art der Fixierung der Heizdüse 3 erfordert einen geringen Aufwand beim Düsenwechsel und es wird darüber hinaus eine geringe Bauhöhe und eine im Vergleich zu einer metallischen Dichtung verbesserte Dichtheit erreicht.The supply line 26 (see FIG. 4) for the fuel-oxygen mixture is sealed from the atmosphere by means of the O-ring 21, and at the same time the heating nozzle 3 is fixed radially within the annular groove 33 of the burner head 1 (FIG. 4). This type of fixation of the heating nozzle 3 requires little effort when changing the nozzle and, in addition, a low overall height and an improved seal compared to a metallic seal are achieved.
Stromabseitig zum O-Ring 21 ist ein umlaufender Außenkragen 22 vorgesehen, dessen Oberseite im montierten Schneidbrenner gegen eine nach unten gerichtete Ringfläche des Brennerkopfs 1 anliegt (siehe Figur 4). An derA circumferential outer collar 22 is provided downstream of the O-ring 21, the upper side of which rests in the mounted cutting torch against an annular surface of the torch head 1 directed downward (see FIG. 4). At the
Unterseite des Außenkragens 22 greift die am Brennerkopf 1 befestigte Kupplung 4 an, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.The underside of the outer collar 22 engages the coupling 4 attached to the burner head 1, as will be described in more detail below.
Ein weiterer O-Ring 38 liegt am Außenmantel der Heizdüse 3 und an der Unterseite des Außenkragens 22 an. Dieser wird von der den Außenkragen 22 untergreifenden Kupplung 4 gegen die Unterseite des Außenkragens 22 gepresst und drückt dadurch die Heizdüse 3 nach oben, gegen den Brennerkopf 1. Durch die beiden axial versetzten O-Ringe 21 , 38 wird ein Verkippen der Heizdüse 3 verhindert und es werden Fertigungstoleranzen der Heizdüse 3 kompensiert.Another O-ring 38 rests on the outer jacket of the heating nozzle 3 and on the underside of the outer collar 22. This is pressed by the coupling 4 under the outer collar 22 against the underside of the outer collar 22 and thereby presses the heating nozzle 3 upwards, against the burner head 1. The two axially offset O-rings 21, 38 prevent the heating nozzle 3 from tilting and manufacturing tolerances of the heating nozzle 3 are compensated.
Um einen Düsenwechsel zu erleichtern, wird zwischen Heizdüse 3 und Kupplung 4 eine lockere Verbindung erzeugt, die beim Lösen der Kupplung 4 vom Brennerkopf 1 ein Herausrutschen der Heizdüse 3 aus der Innenbohrung der Kupplung 4 sowohl nach unten als auch nach oben verhindert. Hierzu ist am Außenmantel der Heizdüse 3 unterhalb der Außenkragens 22 eine Umfangseinfräsung 23 vorgesehen, in die ein O-Ring 29 eingelegt ist, der - wie Figur 4 zeigt - in eine entsprechende Innennut in der Kupplung 4 eingreift.In order to facilitate a nozzle change, a loose connection is generated between the heating nozzle 3 and the coupling 4, which is released when the coupling 4 is released Burner head 1 prevents the heating nozzle 3 from slipping out of the inner bore of the coupling 4 both downwards and upwards. For this purpose, a circumferential milling 23 is provided on the outer jacket of the heating nozzle 3 below the outer collar 22, into which an O-ring 29 is inserted, which - as FIG. 4 shows - engages in a corresponding inner groove in the coupling 4.
Heizdüse 3 und Kupplung 4 können nur gegen den Widerstand des O-Rings 29 auseinander gezogen werden.The heating nozzle 3 and coupling 4 can only be pulled apart against the resistance of the O-ring 29.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Brennerkopf 1 für den erfindungsgemäßen Schneidbrenner. Dieser besteht aus einem im wesentlichen zylinderförmigen Messing-Bauteil, in dem die Anschlussleitung 25 für den Schneidsauerstoff und die Anschlussleitung 26 für das Brenngas- Sauerstoffgemisch verlaufen, und an dessen Außenmantel die Kupplung 4 mittels Kugelfallen 27, 28, die Heizdüse 3 und die Schneiddüse 2 lösbar befestigt sind (Figur 4).Figure 3 shows an embodiment of a torch head 1 for the cutting torch according to the invention. This consists of an essentially cylindrical brass component in which the connecting line 25 for the cutting oxygen and the connecting line 26 for the fuel gas / oxygen mixture run, and on the outer jacket of which the coupling 4 by means of ball traps 27, 28, the heating nozzle 3 and the cutting nozzle 2 are releasably attached (Figure 4).
Hierzu ist der den Düsen (2,3) zugewandte, untere Teil des Brennerkopfs 1 mit einer zentralen Innenbohrung 30 versehen, die einen Teil der Anschlussleitung 25 bildet und die gleichzeitig als Aufnahme für das obere Ende der Schneiddüse 2 dient. Die Innenbohrung 30 ist hierfür mit einer radialen metallischen Dichtfläche 32 versehen. Oberhalb davon ist zusätzlich ein Innengewinde 31 vorgesehen. Somit ist der Brennerkopf 1 sowohl für die Aufnahme einer Schneiddüse mit einem zum Innengewinde 31 passenden Standard-Außengewinde geeignet als auch für die dichtende Aufnahme einer Schneiddüse 2, die mit einem an der Dichtfläche 32 anliegenden O-Ring 9 versehen ist (wie oben anhand Figur 1 beschrieben). Für die axiale Fixierung der Schneiddüse 2 mit O-Ring 9 am Brennerkopf 1 ist im Bereich unterhalb des Innengewindes 31 eineFor this purpose, the lower part of the torch head 1 facing the nozzles (2, 3) is provided with a central inner bore 30 which forms part of the connecting line 25 and which also serves as a receptacle for the upper end of the cutting nozzle 2. For this purpose, the inner bore 30 is provided with a radial metallic sealing surface 32. An internal thread 31 is additionally provided above it. Thus, the burner head 1 is suitable both for receiving a cutting nozzle with a standard external thread matching the internal thread 31 and for sealingly receiving a cutting nozzle 2 which is provided with an O-ring 9 abutting the sealing surface 32 (as above with reference to FIG 1 described). For the axial fixation of the cutting nozzle 2 with O-ring 9 on the torch head 1 is in the area below the internal thread 31
Querschnittsverengung vorgesehen, an der die Stirnfläche der Schneiddüse 2 im eingebauten Zustand anliegt (siehe Figur 4).Cross-sectional constriction is provided, against which the end face of the cutting nozzle 2 lies in the installed state (see FIG. 4).
Weiterhin ist der untere Teil des Brennerkopfs 1 mit einer am unteren Brennerkopf-Ende beginnenden Ringnut 33 versehen, in die die Anschlussleitung 26 mündet und die gleichzeitig eine Aufnahme für das obere Ende der Heizdüse 3 bildet. Die Ringnut 33 ist hierfür mit einer radialen metallischen Dichtfläche 35 versehen, und oberhalb davon zusätzlich mit einem Innengewinde 34. Damit ist der Brennerkopf 1 sowohl für die Aufnahme einer Heizdüse mit einem zum Innengewinde 34 passenden Außengewinde geeignet als auch für die dichtende Aufnahme einer Heizdüse 3, die mit einem an der Dichtfläche 35 anliegenden O- Ring 21 versehen ist (wie oben anhand Figur 2 beschrieben). Der Außenkragen 22 der Heizdüse 3 dient der axialen Fixierung der Heizdüse 3 am Brennerkopf 1 , indem dessen Oberseite im montierten Schneidbrenner gegen eine stirnseitige Ringfläche 36 des Brennerkopfs 1 anliegt (siehe Figur 4). Dabei ist jeweils die Dichtfläche 32 bzw. 35 für die Aufnahme einer Düse 3, 4 mit O-Ring 9, 21 stromabseitig der jeweiligen Innengewinde 31 , 34 angeordnet.Furthermore, the lower part of the burner head 1 is provided with an annular groove 33 beginning at the lower end of the burner head, into which the connecting line 26 opens and which at the same time forms a receptacle for the upper end of the heating nozzle 3. For this purpose, the annular groove 33 is provided with a radial metallic sealing surface 35 and, above it, also with an internal thread 34 the burner head 1 is suitable both for receiving a heating nozzle with an external thread matching the internal thread 34 and for sealingly receiving a heating nozzle 3, which is provided with an O-ring 21 resting on the sealing surface 35 (as described above with reference to FIG. 2). The outer collar 22 of the heating nozzle 3 serves to axially fix the heating nozzle 3 to the torch head 1, in that the upper side thereof rests in the mounted cutting torch against an end annular surface 36 of the torch head 1 (see FIG. 4). In each case, the sealing surface 32 or 35 for receiving a nozzle 3, 4 with an O-ring 9, 21 is arranged downstream of the respective internal thread 31, 34.
Der Brennerkopf 1 weist somit zwei alternative Elemente für die Herstellung der Verbindung mit einer in die Innenbohrung 30 hineinragenden Schneiddüse und einer in die Ringnut 33 hineinragenden Heizdüse 3 auf. Nämlich jeweils ein Innengewinde 31 , 34 das mit einem entsprechenden Außengewinde von Schneiddüse bzw. Heizdüse korrespondiert, und jeweils eine radial umlaufende Dichtfläche 32, 35, gegen die der O-Ring 9 am Außenmantel der Schneiddüse 3 bzw. der O-Ring 21 am Außenmantel der Heizdüse 3 dichtend anliegt.The burner head 1 thus has two alternative elements for establishing the connection with a cutting nozzle projecting into the inner bore 30 and a heating nozzle 3 projecting into the annular groove 33. Namely, an internal thread 31, 34 which corresponds to a corresponding external thread of the cutting nozzle or heating nozzle, and in each case a radially circumferential sealing surface 32, 35 against which the O-ring 9 on the outer jacket of the cutting nozzle 3 and the O-ring 21 on the outer jacket the heating nozzle 3 rests sealingly.
Dadurch ist der Brennerkopf 1 sowohl für solche Düsen einsetzbar, die an ihrem oberen Ende mit einem Außengewinde versehen sind als auch für solche Düsen, die - wie in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen - an ihrem obere Ende einen Dichtungsring (O-Ring 9 bzw. 21) aufweisen.As a result, the burner head 1 can be used both for those nozzles which are provided with an external thread at their upper end and for those nozzles which - as provided in this exemplary embodiment - have a sealing ring (O-ring 9 or 21) at their upper end. exhibit.
Aus der Zusammenbauzeichnung gemäß Figur 4 ist zusätzlich zu den bisher näher beschriebenen Bauteilen des erfindungsgemäßen Schneidbrenners die Konstruktion und Funktion der Kupplung 4 erkennbar.In addition to the components of the cutting torch according to the invention described so far, the construction and function of the coupling 4 can be seen from the assembly drawing according to FIG.
Diese besteht im wesentlichen aus einem am Brennerkopf 1 mittels Kugelfalle 27, 28 fixierten Innenring 40, der mit einer radialen Querschnittsverengung 42 den Außenkragen 22 der Heizdüse 3 untergreift und diese in ihrer axialen Position fixiert. Der Innenring 40 ist von einem Außenring 41 umgeben, der entlang des Innenrings 40 gegen eine axial nach unten gerichtete Federkraft unter Lösen der Kugelfalle 27, 28 nach oben verschiebbar ist. Die Kupplung 4 ermöglicht ein rasches Wechseln der Düsen 2, 3. Hierzu trägt auch die Art der Abdichtung und Halterung der Düsen 2, 3 am Brennerkopf 1 mittels O-Ring-Dichtung bei. Die anhand Figur 2 beschriebene Heizdüse 3 ist sowohl für die Aufnahme von Schneiddüsen für schnell verbrennende Brenngas als auch für die Aufnahme von Schneiddüsen für langsam verbrennende Brenngase geeignet. Dies ist in den Figuren 5a und 5b dargestellt.This essentially consists of an inner ring 40 fixed to the burner head 1 by means of a ball trap 27, 28, which with a radial cross-sectional constriction 42 engages under the outer collar 22 of the heating nozzle 3 and fixes it in its axial position. The inner ring 40 is surrounded by an outer ring 41 which can be displaced upward along the inner ring 40 against an axially downward spring force by loosening the ball latch 27, 28. The coupling 4 enables the nozzles 2, 3 to be changed quickly. The type of sealing and holding of the nozzles 2, 3 on the burner head 1 by means of an O-ring seal also contributes to this. The heating nozzle 3 described with reference to FIG. 2 is suitable both for receiving cutting nozzles for rapidly burning fuel gas and for receiving cutting nozzles for slowly burning fuel gases. This is shown in Figures 5a and 5b.
Die zylinderförmige Ausbildung der Heizdüse 3 (siehe Figur 2) im Bereich des Innenzylinders 18 macht diese für den Einsatz mit unterschiedlichen Schneiddüsen geeignet. Hierzu ist es jedoch erforderlich, dass auch die Schneiddüsen eine entsprechende zylinderförmige Ausbildung im Bereich des Außenzylinders 7 (Figur 1) und darüber hinaus im oberen stromaufseitigen Längenabschnitt 6 die gleiche Teillänge aufweisen. Dies ist bei den Schneiddüsen 2a (Figur 5a) und 2b (Figur 5b) der Fall. Somit passen die Schneiddüsen 2a, 2b exakt zu der durch Brennerkopf 1 und Heizdüse 3 vorgegebenen Konfiguration.The cylindrical design of the heating nozzle 3 (see FIG. 2) in the area of the inner cylinder 18 makes it suitable for use with different cutting nozzles. For this purpose, however, it is necessary that the cutting nozzles also have a corresponding cylindrical design in the area of the outer cylinder 7 (FIG. 1) and in addition in the upper upstream length section 6 the same partial length. This is the case with the cutting nozzles 2a (FIG. 5a) and 2b (FIG. 5b). The cutting nozzles 2a, 2b thus fit exactly to the configuration specified by the burner head 1 and heating nozzle 3.
Die Schneiddüsen 2a, 2b unterscheiden sich nur in der Länge des jeweiligen Außenzylinders und durch die Strömungsquerschnitte der Düsenschlitze. Bei der Schneiddüse 2a, die für schnell verbrennendes Brenngas ausgelegt ist, liegt die Länge des Außenzylinders 7a bei 8 mm und bei der Schneiddüse 2b, die für langsam verbrennendes Brenngas ausgelegt ist, hat der Außenzylinder 7b eine Länge von 7 mm. Zwischen der Unterkante der Heizdüse 3 (Düsenaustritt 14) und der Unterkante der Schneiddüse 2a (Düsenaustritt 13) ergibt sich dadurch ein axialer Abstand von 0 mm und zwischen der Unterkante der Heizdüse 3The cutting nozzles 2a, 2b differ only in the length of the respective outer cylinder and in the flow cross sections of the nozzle slots. In the cutting nozzle 2a, which is designed for fast-burning fuel gas, the length of the outer cylinder 7a is 8 mm, and in the cutting nozzle 2b, which is designed for slow-burning fuel gas, the outer cylinder 7b has a length of 7 mm. This results in an axial distance of 0 mm between the lower edge of the heating nozzle 3 (nozzle outlet 14) and the lower edge of the cutting nozzle 2a (nozzle outlet 13) and between the lower edge of the heating nozzle 3
(Düsenaustritt 14) und der Unterkante der Schneiddüse 2b (Düsenaustritt 13) ein axialer Abstand (Bezugsziffer 50) von 1 mm.(Nozzle outlet 14) and the lower edge of the cutting nozzle 2b (nozzle outlet 13) an axial distance (reference number 50) of 1 mm.
Bei einem Wechsel der Art des Brenngases kann die bisherige Schneiddüse durch eine an die neuen Erfordernisse angepasste Schneiddüse ersetzt werden, ohne dass ein Austausch der Heizdüse erforderlich ist. Die Heizdüse ist für den Einsatz mit jeder der Schneiddüsen des Düsensystem geeignet und kann auch bei einem Austausch der Schneiddüse beibehalten werden. Dies verringert die Vielfalt der zu bevorratenden Düsenformen, vereinfacht die Lagerhaltung und verbessert im übrigen die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Schneidbrenners, indem Kombinationen ungeeigneter Düsen vermieden werden. In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidbrenners ist zur Verbindung von Heizdüse und Schneiddüse mit dem Brennerkopf eine Kupplung in Form eines Bajonettverschlusses vorgesehen. Die Bajonettverbindung bietet gegenüber der in Figur 4 gezeigten Kugelfalle eine höhere Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Öffnen, erfordert jedoch einen etwas höheren Aufwand für eine Automatisierung des Düsenwechsels.When changing the type of fuel gas, the previous cutting nozzle can be replaced by a cutting nozzle adapted to the new requirements, without the need to replace the heating nozzle. The heating nozzle is suitable for use with any of the cutting nozzles in the nozzle system and can also be retained when the cutting nozzle is replaced. This reduces the variety of the nozzle shapes to be stored, simplifies storage and improves the operational safety of the cutting torch according to the invention by avoiding combinations of unsuitable nozzles. In another embodiment of the cutting torch according to the invention, a coupling in the form of a bayonet lock is provided for connecting the heating nozzle and cutting nozzle to the torch head. Compared to the ball trap shown in FIG. 4, the bayonet connection offers greater security against unintentional opening, but requires somewhat more effort for automating the nozzle change.
Figur 6 zeigt eine derartige, zweite Ausführungsform des Schneidbrenners für eine Brennschneidmaschine zum Autogenschneiden. Sofern hierbei identische Bezugsziffern wie bei den Figuren 1 bis 4 sowie 5a und 5b verwendet sind, so sind damit die gleichen oder äquivalente Bauteile und Bestandteile bezeichnet, wie sie oben anhand der Beschreibung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidbrenners näher erläutert sind. Aus Gründen einer deutlicheren Darstellung ist die Anschlussleitung für das Brenngas- Sauerstoffgemisch in Figur 6 nicht eingezeichnet.FIG. 6 shows such a second embodiment of the cutting torch for an oxyacetylene cutting machine. If identical reference numerals are used here as in FIGS. 1 to 4 and 5a and 5b, the same or equivalent components and components are used, as are explained in more detail above with reference to the description of the first embodiment of the cutting torch according to the invention. For reasons of a clearer illustration, the connecting line for the fuel gas / oxygen mixture is not shown in FIG. 6.
Der Schneidbrenner unterscheidet sich vom Schneidbrenner gemäß Figur 4 im Wesentlichen in der Art der Verbindung der Düsen mit dem Brennerkopf 1. Der Schneidbrenner besteht aus einem Brennerkopf 1 , der mit einer Schneiddüse 2, und mit einer die Schneiddüse 2 umgreifenden Heizdüse 3 mittels einer Kupplung 61 in Form eines Bajonettverschlusses verbunden ist. Der Bajonettverschluss wird im Wesentlichen durch zwei sich am Brennerkopf 1 gegenüberliegende und aus dem Brennerkopf 1 ragende Schraubenköpfe 62, den Außenring 41 und einer an der Innenseite des Außenrings 41 umlaufenden Einfräsung 63 gebildet. Beim Aufsetzen des Brennerkopfes 1 werden die Schraubenköpfe 62 in eine in Figur 6 schematisch angedeutete Verbindungsnut 64 zu der Einfräsung 63 eingeführt und durch eine Vierteldrehung darin eingerastet.The cutting torch differs from the cutting torch according to FIG. 4 essentially in the type of connection of the nozzles to the torch head 1. The cutting torch consists of a torch head 1 which has a cutting nozzle 2 and a heating nozzle 3 which surrounds the cutting nozzle 2 by means of a coupling 61 is connected in the form of a bayonet catch. The bayonet catch is essentially formed by two screw heads 62 which lie opposite one another on the burner head 1 and protrude from the burner head 1, the outer ring 41 and a milling 63 running around the inside of the outer ring 41. When the burner head 1 is put on, the screw heads 62 are inserted into a connecting groove 64, schematically indicated in FIG. 6, to the milled-in area 63 and locked therein by a quarter turn.
Der Schneidbrenner zeigt noch eine weitere Abwandlung gegenüber der oben erläuterten ersten Ausführungsform, und zwar hinsichtlich der Schneiddüse. Die Schneiddüse 2 besteht aus einem rotationssymmetrischen, im wesentlichen zylinderförmigen Messingteil, das mit einer Hartstoffschicht aus Nickelcarbid (NiC) versehen ist. Die einzige Abwandlung gegenüber der anhand Figur 1 beschriebenen Schneiddüse besteht darin, dass im Bereich der Nut für den O- Ring 9 eine 20 μm dicke und 5 mm breite Keramikschicht 66 vorgesehen ist. The cutting torch shows a further modification compared to the first embodiment explained above, namely with regard to the cutting nozzle. The cutting nozzle 2 consists of a rotationally symmetrical, essentially cylindrical brass part which is provided with a hard material layer made of nickel carbide (NiC). The only modification compared to the cutting nozzle described with reference to FIG. 1 is that a 20 μm thick and 5 mm wide ceramic layer 66 is provided in the area of the groove for the O-ring 9.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schneidbrenner mit einem eine Mittelachse aufweisenden Brennerkopf, mit dem eine Schneiddüse mit axialer Schneidsauerstoffleitung verbunden ist, die von einer eine axialen Durchgangsbohrung aufweisenden Heizdüse kappenartig umgriffen wird, wobei der Brennerkopf einen Schneiddüsen- Anschluss aufweist, an dem das stromaufseitige, obere Ende der Schneiddüse nach Außen dichtend aufgenommen wird, und der koaxial von einem ringspaltförmigen Heizdüsen-Anschluss umgeben ist, an dem das stromaufseitige, obere Ende der Heizdüse nach Außen dichtend aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneiddüsen- Anschluss eine erste Bohrung (30) mit einer Innenwandung, die mit einem Innengewinde (31) und mit einer ersten radial umlaufenden, metaiiischen Dichtfläche für die dichtende Aufnahme einer mit Außengewinde versehenen und an der ersten Dichtfläche anliegenden Schneiddüse versehen ist, und dass die Innenwandung mit einer zweiten radial umlaufenden Dichtfläche (31) für die dichtende Aufnahme einer Schneiddüse (2) mit einem an der zweiten Dichtfläche (31) anliegenden Dichtungsring (9) versehen ist.1. Cutting torch with a central axis having a torch head, with which a cutting nozzle with an axial cutting oxygen line is connected, which is encompassed in a cap-like manner by a heating nozzle having an axial through-bore, the torch head having a cutting nozzle connection on which the upstream, upper end of the cutting nozzle is received sealingly to the outside, and which is coaxially surrounded by an annularly shaped heating nozzle connection, on which the upstream, upper end of the heating nozzle is received sealingly to the outside, characterized in that the cutting nozzle connection has a first bore (30) with an inner wall , which is provided with an internal thread (31) and with a first radially circumferential, metallic sealing surface for the sealing reception of an externally threaded cutting nozzle which is in contact with the first sealing surface, and that the inner wall with a second radially circumferential sealing surface (31) for di e sealing receptacle of a cutting nozzle (2) is provided with a sealing ring (9) abutting the second sealing surface (31).
2. Schneidbrenner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdüsen-Anschluss eine zweite Bohrung (33) mit einer Innenwandung, die mit einem Innengewinde (34) und eine erste radiale, metallische Dichtfläche für die dichtende Aufnahme einer mit Außengewinde versehenen und an der ersten Dichtfläche anliegenden Heizdüse versehen ist, und dass die Innenwandung mit einer zweiten radial umlaufenden Dichtfläche (35) für die dichtende Aufnahme einer Heizdüse (3) mit einem an der zweiten Dichtfläche2. Cutting torch according to claim 1, characterized in that the heating nozzle connection has a second bore (33) with an inner wall, which has an internal thread (34) and a first radial, metallic sealing surface for the sealing reception of an externally threaded and on the Is provided the first sealing surface adjacent heating nozzle, and that the inner wall with a second radially circumferential sealing surface (35) for sealingly receiving a heating nozzle (3) with one on the second sealing surface
(35) anliegenden Dichtungsring (21) versehen ist.(35) adjacent sealing ring (21) is provided.
3. Schneidbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel der Schneiddüse (2) am oberen Ende mit einem Dichtungsring (9) versehen ist, der an der Innenwandung der ersten Bohrung dichtend anliegt. 3. Cutting torch according to claim 1 or 2, characterized in that the outer jacket of the cutting nozzle (2) is provided at the upper end with a sealing ring (9) which bears sealingly on the inner wall of the first bore.
4. Schneidbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiddüse (2) in der ersten Bohrung (30) mit axialem Spiel gehalten wird.4. Cutting torch according to claim 3, characterized in that the cutting nozzle (2) is held in the first bore (30) with axial play.
5. Schneidbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiddüse (2) an ihrem oberen Ende mit einer stirnseitig abgerundeten Außenkante (10) ausgebildet ist.5. Cutting torch according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting nozzle (2) is formed at its upper end with a rounded outer edge (10).
6. Schneidbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdüse (3) einen Außenmantel aufweist, der am oberen Ende mit einem Dichtungsring (21) versehen ist, der an der Innenwandung der zweiten Bohrung (35) nach Außen dichtend anliegt.6. Cutting torch according to one of the preceding claims, characterized in that the heating nozzle (3) has an outer jacket which is provided at the upper end with a sealing ring (21) which bears against the outside of the inner wall of the second bore (35).
7. Schneidbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der7. Cutting torch according to claim 6, characterized in that the
Außenmantel der Heizdüse (3) stromabseitig zum Dichtungsring (21) mit einem Außenkragen (22) versehen ist, der mit einer stromaufseitigen Ringfläche an einer stirnseitigen Ringfläche (36) des Brennerkopfs (1) anliegt.The outer jacket of the heating nozzle (3) is provided on the downstream side of the sealing ring (21) with an outer collar (22) which bears with an upstream ring surface on an end ring surface (36) of the burner head (1).
8. Schneidbrenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Heizdüse (3) mittels einer am Außenmantel der Heizdüse (3) angreifenden8. Cutting torch according to claim 6 or 7, characterized in that the heating nozzle (3) by means of an on the outer jacket of the heating nozzle (3) engaging
Kupplung (4) am Brennerkopf (1) lösbar fixiert ist, wobei die Kupplung (4) eine Durchgangs-Innenbohrung mit einer radialen Querschnittsverengung (42) aufweist, die eine nach außen ragende Erweiterung der Heizdüse (3) untergreift.Coupling (4) is detachably fixed to the burner head (1), the coupling (4) having a through-hole with a radial cross-sectional constriction (42) which engages under an outwardly extending extension of the heating nozzle (3).
9. Schneidbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nach außen ragende Erweiterung durch den Außenkragen (22) der Heizdüse (3) gebildet wird.9. Cutting torch according to claim 8, characterized in that the outwardly projecting extension is formed by the outer collar (22) of the heating nozzle (3).
10. Schneidbrenner nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel der Heizdüse (3) mit einem stromabseitig am Außenkragen (22) anliegenden, unteren Dichtungsring (38) versehen ist. 10. Cutting torch according to claim 7 or 9, characterized in that the outer jacket of the heating nozzle (3) with a downstream on the outer collar (22) adjacent lower sealing ring (38) is provided.
11. Schneidbrenner nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel der Heizdüse (3) mit einer umlaufenden Außennut (23) mit darin eingelegtem O-Ring (29) versehen ist, der in eine Innennut in der Innenbohrung der Kupplung (4) eingreift.11. Cutting torch according to claim 6 and one of claims 8 to 10, characterized in that the outer jacket of the heating nozzle (3) is provided with a circumferential outer groove (23) with an O-ring (29) inserted therein, which in an inner groove in the Internal bore of the clutch (4) engages.
12. Schneidbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiddüse (2) einen Außenmantel aufweist, der mit am Umfang verteilten Längsschlitzen (8) versehen ist, die sich vom unteren, stromabseitigen Ende der Schneiddüse (2) über eine stromaufseitig davon vorgesehene, eine radial umlaufende Auflagefläche (5) bildende Querschnittserweiterung erstrecken, und wobei die Heizdüse (3) im Bereich zwischen ihrem oberen, stromaufseitigen Ende und ihrem Düsenaustritt (13) mit einer eine radial umlaufende, stromaufseitige Stützfläche (16) bildenden Querschnittverengung versehen ist, auf welcher die Schneiddüse (2) mit ihrer Auflagefläche (5) aufliegt.12. Cutting torch according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting nozzle (2) has an outer jacket which is provided with circumferentially distributed longitudinal slots (8) which extend from the lower, downstream end of the cutting nozzle (2) via an upstream thereof The cross-sectional widening provided, which forms a radially circumferential support surface (5), and the heating nozzle (3) is provided with a cross-sectional constriction forming a radially circumferential, upstream support surface (16) in the area between its upper, upstream end and its nozzle outlet (13). on which the cutting nozzle (2) rests with its support surface (5).
13. Schneidbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem oberem Ende der Schneiddüse (2) und der Auflagefläche (5) zwischen 25 mm und 35 mm beträgt.13. Cutting torch according to claim 12, characterized in that the distance between the upper end of the cutting nozzle (2) and the support surface (5) is between 25 mm and 35 mm.
14. Schneidbrenner nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Stützfläche (16) und dem unterem Ende der Heizdüse (3) zwischen 6 mm und 10 mm beträgt.14. Cutting torch according to claim 12 or 13, characterized in that the distance between the support surface (16) and the lower end of the heating nozzle (3) is between 6 mm and 10 mm.
15. Schneidbrenner nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel der Schneiddüse (2) stromabseitig der Auflagefläche (5) einen Außenzylinder bildet, wobei die Durchgangsbohrung (17) der Heizdüse (3) stromabseitig der Stützfläche (16) zylinderförmig und als radiale Führung des Außenzylinders ausgebildet ist.15. Cutting torch according to one of claims 12 to 14, characterized in that the outer jacket of the cutting nozzle (2) downstream of the support surface (5) forms an outer cylinder, the through hole (17) of the heating nozzle (3) downstream of the support surface (16) cylindrical and is designed as a radial guide of the outer cylinder.
16. Schneidbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Schneiddüse (2) und/oder die Oberfläche der Heizdüse (3) eine Hartstoffschicht aufweist. 16. Cutting torch according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the cutting nozzle (2) and / or the surface of the heating nozzle (3) has a hard material layer.
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