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Vorrichtung zum autogenen Brennschneiden von Löchern Die Erfindung
betrifft e;inei Vorrichtung zum autogenen, Brennschneiden von Löchern in Werkstücke
mit einem Brenner, der in einer zylindrischen Führung exzentrisch angeordnet ist,
die ihrerseits in einem weiteren, äußeren Exzenter drehbar gelagert ist.
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Beim Arbeiten mit den. gebräuchlichen Loch-."chneidgeräten für autogenen
Brennschnitt muß so verfahren werden, daß zunächst auf der Peripherie des Kreises,
auf dem sich, der Brenner während des Schnittes bewegen soll, ein Loch angebracht
wird. Von diesem Loch aus beginnt der Brenner seinen Kreislauf. Wird diese Vorbereitungsmaßnahme
unterlassen, dann kann kein sauberer Anschnitt erhalten werden. Es sind somit zwei
Werkzeuge und zwei Arbeitsgänge erforderlich, um einen einwandfreien Lochschnitt
mittels der gebräuchlichen Lochschneidgeräte für autogenen. Brennschnitt zu erhalten.
Das ist umständlich und mit einem unerwünschten Zeitaufwand verbunden. Insbesondere
wirkt sich störend aus, daß nicht nur auf zwei Arbeitsgänge Zeit und Mühe: verwandt
werden. müssen, sondern daß darüber hinaus noch vor und zwischen den beiden Arbeitsgängen
die zum Abbau und zum Vorbereiten, der beiden Werkzeuge erforderliche Zeit verlorengeht.
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Es sind schon Lochschneidgeräte bekanntgeworden, bei denen diese!
zwei Arbeitsgänge zu einem einzigen, mittels nur eines Werkzeuges ausführbaren Arbeitsgang
zusammengefaßt sind.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind eine Schneiddüse und
eine Heizdüse in einem gemeinsamen Schlitten befestigt, durch, dessen, Verschieben
das Einstellen der Düsen, entsprechend dem Durchmesser des zu schneidenden Loches
möglich ist. Mittels einer Schwenkvorrichtung kann der Schlitten gegen die Wirkung
elastischer Teile bei fest eingestelltem Lochdurchmesser um einen bestimmten Betrag
verschoben werden,, wobei diel Düsen sich von dem Umfang des zu schneidenden Loches
radial nach der Lochmitte zu bewegen. Das zu. schneidende Loch wird dann bei dieser
Stellung der Düsen im Innern des von der Schneiddüse zu beschreibenden Kreises durchgeschlagen,
worauf die Düsen unter der Wirkung der auf den Schlitten. drückenden elastischen
Mittel radial zum Lochumfang hingeführt werden.
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Der Brenner wird mittels dieser bekannten Vorrichtung zu Beginn des
Schneidvorganges von einem Punkt im Innern des zu schneidenden Loches aus geradlinig
und radial zum Lochumfang hinbewegt. Er trifft somit unter einem Winkel von 90°
auf die Kreisperipherie. Das hat zur Folge:, daß der stetige Verlauf der Brennerbewegung
beim Erreichen des Lochumfanges unterbrochen wird. Unterbrechungen der Brennerbeweigung
haben aber ein Aufbrennen, der Schnittfuge zu einem Loch zur Folge. In gleicher
Weise wird auch der Brenner bei einem anderen bekannten Schneidbrenner an. den Lochumfang
herangeführt. In diesem Fall ist der Schneiddüsenha.lter in einer Geradführung drehbar
gelagert, die ihn zu Anfang des Schneidvorganges in. radialer Richtung geradlinig
an. den Lochumfang heranführt, wonach der Schneiddüsenhalter sich. innerhalb der
Geradführung dreht und dabei den exzentrisch in ihm gelagerten Brenner entlang der
Peripherie des zu schneidenden Loches bewegt.
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Bei Vorrichtungen zum Brennschneiden von Löchern, b:ei denen der Brenner
von einem in:nerha,lb des zu schneidenden Lochkreises gelegenen Punkt nach dem Umfang
dieses Kreises und dann. auf diesem selbst geführt wird, kann eine stetige Bewegung
des Brenners und damit ein. einwandfrei sauberer Schnitt nur dann: erreicht werden,
wenn der Brenner im Kreisinnern, eine Kurve beschreibt, die als Schmiegungskurve
in den Lochumfang übergeht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde:, eine Vorrichtung zu schaffen.,
welche diese Bedingung erfüllt. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der innere Exzenter im feststehenden äußeren Exzenter zum Erzeugen
einer Schmiegungskurve an die Peripherie des zu schneidenden. Loches drehbar ist
und. daß durch eine anschließende Verriegelung beider Exzenter gegeneinander und
ein Drehen des äußeren. Exzenters die Peripherie des Loches ausschneidbar ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann dem inneren Exzenter
während seiner Drehung im äußeren Exzenter eine Radia,lbewegung überlagert sein.
Diese überlagerte Radialbewegung kann durch einen an einer Spiralfläche anlaufenden
Bolzen erzeugt sein.
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Zur Änderung des Durchmessers des zu schneidenden Loches kann die,
Exzentrizität des äußeren
Exzenters durch Zahnstange und Ritzel
zu verstellen sein.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei
welcher der Anschnitt vom Mittelpunkt des zu schneidenden Loches aus erfolgt, Fig.
2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III
der Fig. 2, Fig.4 eine schaubildliche Darstellung der zylindrischen Führung für
den Brenner, Fig. 5 eine Teilansicht der Brenner-Geradführung, von oben, gesehen,
Fig. 6 einen Schnitt nach Linier VI-VI der Fig. 3, Fig.7 die vom Brenner beim Schneiden
eines kleinen Loches durchlaufene Kurve, Fig.8 eine vom Brenner beim Schneiden.
eines großen Loches durchlaufene Kurve, Fig.9 einen Horizontalschnitt durch eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher der Anschnitt neben dem Mittelpunkt
des zu schneidenden Loches erfolgt, Fig. 10 einen Schnitt nach Linie X-X der Fig.
9, Fig. 11 einen Schnitt nach Linie: XI-XI der Fig. 9, Fig. 12 die vom Brenner der
Vorrichtung gemäß Fig. 9 bis 11 beim Schneiden eines kleinen Loches durchlaufene
Kurve und Fig. 13 eine vom Brenner beim Schneiden eines großen Loches durchlaufene
Kurve.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten Vorrichtungen wird der Brenner
1 von einer zylindrischen Führung 3 (Fig. 4) gehalten, die an ihrem oberen und unteren
Ende nach Art eines Spannfutters 3' konisch zuläuft und mit Ausfräsungen versehen
ist. Zwei Spannmuttern 2 mit konisch verlaufenden Innenwandungen sind über die Endteile
der zylindrischen Führung geworfen und klemmen den Brenner in ihr fest. Wie: die,
Fig. 2, 3 und 9 erkennen lassen, sitzt der Brenner 1 exzentrisch in der Führung
3. Die zylindrische Führung 3 ist ihrerseits in einer Geradführung 5 drehbar angeordnet.
Ungefähr in der Mitte ihres in die Geradführung eingepaßten Teiles ist die zylindrische
Führung 3 längs des Umfanges mit einer halbkreisförmigen Nut 4 versehen, in die:
ein. in gleicher Höhe an der Geradführung 5 befestigter Zapfen 21 eingreift (Fig.
2, 4 und 9).
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Handelt es sich um eine Vorrichtung der in den Fig. 1 bis 6 gezeigten
Art, bei welcher der Anschnitt vom Mittelpunkt des zu schneidenden Loches aus erfolgt,
so befindet sich an. einer Seitenfläche der Geradführung 5 eine Bohrung, in der
ein Zapfen oder Bolzen 6 einstellbar gelagert ist. An, seiner Unterseite ist der
Bolzen 6 mit einem in. Längsrichtung sich erstreckenden schräg verzahnten Streifen
27 versehen. Ein unterhalb des Bolzens 6 drehbar in der Gera.dführung 5 gelagertes
Gewinderädchen 28 steht mit der Schrägverzahnung 27 am Zapfern 6 im Eingriff (Fig.
3). Es ragt unten aus der Geradführun.g 5 heraus, kann dort gedreht werden und bewegt
dabei den Zapfen 6 je nach seinem Drehsinn entweder vor oder zurück. An der Oberseite
des Zapfens 6 ist ein senkrechter Stift 6' befestigt, der durch einen zum Zapfen
6 parallelen Spalt 5' in der oberen Fläche der Geradführung 5 hindurchra,gt. Entlang
diesem Spalt ist. auf der oberen Deckfläche der Geradführung 5 eine Skaleneinteilung
24 angebracht, die es ermöglicht, an Hand der Stellung des senkrechten Stiftes 6'
gegenüber der Skaleneinteilung 24 die Stellung des Zapfens 6 zu kontrollieren bzw.
in der gewünschten @,#'eise einzustellen. Je größer der Durchmesser des zu schneidenden
Loches sein soll, um so weiter wird der Zapfen 6 vor dem Schneidvorgang aus der
Geradführung 5 herausgedreht. Dem Radius des kleinsten, mit der Vorrichtung noch
zu schneidenden Loches entspricht eine Stellung des Zapfens 6, bei der er ganz in
die Geradführung 5 hineingeschraubt ist.
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Die Geradführung 5 ist längs der geraden Seiten zweier Kreissegmente
11 verschieblich, die von einem drehbaren, als Schneckenzahnkranz ausgebildeten
Kreisring 10 umgeben sind. An seiner Innenfläche hat der Kreisring 10 eine spiralförmig
verlaufende Ausnehmung 9, die als Führung für den Zapfern 6 dient. Zu beiden Seiten
der Geradführung 5 ist je eine Druckfeder 8 angeordnet, die einerseits an den Kreisseginenten
11, andererseits an der Geradführung 5 angreift und das Bestreben. hat, die Gera.dführung
5 so in Richtung auf den Schneckenradkranz 10 zu drücken, daß der Bolzen 6 fest
an der Seitenwandung der Führung 9 anliegt.
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Auch bei der in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Vorrichtung zum Schneiden
von Löchern, die neben ihrem Mittelpunkt angeschnitten, werden, ist die Geradführung
5 läng der geraden Seiten zweier Kreissegmente 11 verschfeblich. Ein drehbarer,
als Schneckenzahnkranz ausgebildeter Kreisring umgibt die Kreissegmente 11, von
denen eines entlang eines Teiles seiner geraden Seitenfläche abgeschrägt ist. Auf
diese Weise ist die Geradführung 5 von einem der Kreissegmente 11 teilweise durch
einen Zwischenraum 7 von dreieckiger Querschnittsform getrennt. In diesen Zwischenraum
7 ragt schräg von unten eine Verstellschraube 30 hinein, deren verzahnter Endteil
30' mit einer in einer winkelförmigen Ausnehmung der Gera.dführung 5 befestigten
Zahnstange 31 zusammenwirkt. Durch Drehen der Verstellschraube 30 wird die Ceradführung
5 in der durch die Kreissegmente 11 gebildeten Führung vor- bzw. zurückbewegt. Zur
Feststellung der Geradführung 5 dient eine Klemmschraube 32, die schräg von unten
durch eine entsprechende Bohrung in einem der Kreissegmente 11 hindurch in eine
Aussparung 33 der Geradführung hineingeschraubt werden kann. Die Aussparung 33 und
die schräge Bohrung im Kreissegment 11 sind so zueinander angeordnet, da,ß die Geradführung
5 durch den Eingriff der Klemmschraube 32 in einer Lage festgestellt wird, bei welcher
sich der Brenner 1 genau in der Mitte des von den Kreissegmenten 11
bestimmten
Kreises befindet. Dies ist die Stellung, durch welche das kleinste mit der Vorrichtung
noch zu schneidende Loch gegeben ist. Durch eine Verschiebung der Geradführung 5
mittels der Verstellschraube 30, welche den, Brenner 1 von der Mitte des durch die
Segmente 11 gegebenen Kreises fortbewegt, wird der Radius des zu bohrenden Loches
vergrößert. Die Betätigung der Schrauben 30 und 32 erfolgt mittels
an ihrem unteren Ende befestigter Handrädchen 34 bzw. 35.
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Die Segmente 11 und der sie umgebende drehbare Ring 10 sind bei beiden
Ausführungsformen zwischen zwei Abdeckplatten 12 gelagert, an denen die Seginente
11 durch Schrauben od. dgl. befestigt sind und die, bei einer Vorrichtung zum Schneiden
neben dein Mittelpunkt angeschnittener Löcher. Öffnungen für rleii Durchtritt der
Schrauben 30 und 32 aufweist.
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An der Außenfläche des Schneckenzahnkranzes 10
greift ein Schneckenrad
16 an, das mittels einer Kurbel 20 drehbar ist. Ein Gehäuse 15 umgibt sowohl
den Schneckenradkranz 10 als auch die Schnecke 16 und bildet ein Lager für beide
Teile. Überdies ist in
das Gehäuse 15 eine auf die Deckplatten 12
wirkende Bremse: eingebaut. Diese besteht aus einem an der unteren Seite; der unteren
Deckplatte 12 anliegenden Bremsblock 17, der von einer Feder 19 gegen die Abdeckplatte
12 gepreßt wird. (Fig. 1). Der Anpre:ßdruck der Bremse kann durch Drehung einer
Schraube 18 vergrößert oder verkleinert werden. Die Schraube 18 ist in einem rohrförmigen
Ansatz des Gehäuses 15 drehbar und bestimmt durch ihre Höheneinstellung den Grad
der Zusammendrückung der Feder 19.
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Der Schneckenradkranz 10 trägt einen Stift 13, der in einen gabelförmigen
Hebel 14 eingreift. Dieser gabelförmige Hebel 14 ist über der oberen, Deckplatte
12 angeordnet und drehbar um den zylindrischen Führungsteil 3 gelagert. An. der
Stalle;, an welcher der zylindrische. Führungsteil 3 von, denn Hebel 14 umfaßt wird,
ist in einem Teil des Umfanges des Führungsteils 3 eine Ausnehmung 23 vorgesehen,
in die. ein kreisbogenförmiger Anschlagsteil 22 eingreift, der mittels einer Schraube
26 mixt der zylindrischen Lagertülle 14' des gabelförmigen, Hebels 14 verbunden
und in Umfangsrichtung verstellbar ist. Die Einstellung des Anschlagsteiles 22 kann
auf einer an der Lagertülle 14' des Hebels 14 angebrachten Skala, 25 ab.-gelesen
werden.
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Vor Beginn eines Sch.neidarbeitsganges müssen. bei der in den Fig.
1 bis 6 gezeigten Vorrichtung der Zapfen 6 und der Anschlagsteil 22 an. Hand der
Skalen 24 und 25 in die dem Durchmesser des zu schneidenden Loches entsprechende
Stellung gebracht ,werden. Bei der Vorrichtung gemäß den Fig. 9 bis 11 ,wird an
Stelle des Zapfens 6 die Vers.tellschraube 30 entsprechend bestätigt. Sodann wird
die Schmecke 16 durch Drehen der Kurbel 20 in Umdrehung versetzt. Dabei dreht sich
der Schneckenradkranz 10 zwangläufig mit. Die an den Ab,de;ckplatten 12 angreifende
Bremse 17 verhindert es, daß sich die Abdeckpla,tten und die mit ihnen verbundenen:
Kreissegmente 11 mitdrehen. Somit gleitet der Schneck.enradkranz 10 zunächst um
die Kreissegmente! 11 herum und schwenkt über den Stift 13 den gabelförmigen Hebel
14. Dieser dreht sich so lange um die zylindrische Führung 3 herum, bis der Anschlagsteil
22 an der seitlichem Begrenzung der Ausnehmung 23 anschlägt. Nunmehr kann sich der
gabelförmige Hebel 14 nicht mehr um den Führungsteil 3 drehen, sondern nimmt diesen
mit. Durch die nun einsetzende Drehung des zylindrischen Teiles 3 wird auch der
exzentrisch in ihm gelagerte: Brenner 1 bewegt und beschreibt dabei einen Kreisbogen.
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Bei der Vorrichtung zum Schneiden vom Mittelpunkt aus angeschnittener
Löcher gleitest der Zapfen. 6 während des Umlaufs des Schne:cken.radkranzes 10 an
der spiralförmig verlaufenden seitlichen Wandung der Führung 9 entlang. Hierdurch
wird der Zapfen, 6 in radialer Richtung nach innen gedrückt und verschiebt dabei
die Geradführung 5 in den. Kreissegmenten 11
gegen die Wirkung der Federn
B. Während die Geradführung 5 in der Ausgangsstellung eine derartige Lage hat, da.ß
der Brenner 1 dien Mittelpunkt des ganzen Systems bildet, wird der Brenner durch
die Verschiebung der Geradführung 5 zunächst, d. 11. solange der zylindrische Führungsteil
3 an der Drehung nicht teilnimmt, geradlinig radial nach außen bewegt. Bei einsetzender
Drehung des Führungsteiles 3 überlagert sich der geradlinigen Bewegung des Brenners
1 die durch die Drehung des Führungsteiles 3 bewirkte kreisförmige Bewegung. Es
ist leicht erkennbar, daß der geradlinige: Verlauf der Brennerbahn um so kürzer
ist, je eher die Drehung des Führungsteiles 3 einsetzt. Das absolute Maß der radialen
Verschiebung des Brenners 1 ist durch die Länge des aus der Geradführung 5 herausragenden
Teiles des Balzens 6 bestimmt. Wie bereits erwähnt, ist daher der kleinste Durchmesser
für ein noch mit der Vorrichtung zu schneidendes Loch dann. erreicht, wenn der Zapfen
6 ganz in die Cieradführung 5 hereingeschraubt ist. Bei einer derartigen Stellung
des Zapfens 6 wird der Anschlagsteil 22 so eingestellt, daß er bereits gleich zu
Beginn des Arbeitsvorganges an der Seitenwandung der Ausnehmung 23 anliegt, so daß
die Drehung des Führungsteiles 3 gleichzeitig mit der Drehung des Schneckenradkranzes
10 einsetzt. Der Brenner 1 beschreibt dann die in Fig. 7 dargestellte Kurve.
Den Weg des Brenners 1 bei ganz aus der Geradführung 5 herausgeschraubtem Zapfen:
6 und auf größtmögliche Verzögerung des Einsetzens der Drehbewegung der Führung
3 eingestelltem Anschlagsteil 22 zeigt die Fig. B. Die einem derartigen Bahnverlauf
entsprechende Einstellung des Zapfens 6 und. des Anschlagteiles 22 bestimmt den
maximalem. Durchmesser eines noch mit der Vorrichtung zu schneidenden Loches. Unabhängig
von, dem Durchmesser des zu schneidenden Loches bewegt sich der Brenner 1 stets
vom Mittelpunkt des zu schneidenden Kreises aus auf einer Kurve, die, als Schmiegungskurv
e in die Kre@isperipherie einmündet.
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Bei der in den Fig.9 bis 11 dargestellten Ausführungsform beschreibt
der Brenner ungeachtet der Größe des zu schneidenden Lochas stets einen Halbkreis,
bevor er in die Kreisperipherie des zu schneidenden Loches einläuft. Dieser Halbkreis
bildet dabei eine Schmiegungskurve, zur Kreisperipherie. Beirr Schneiden. des kleinsten
Loches bewegt sich der Brenner vom Mittelpunkt des zu schneidenden Loches aus (Fig.12),
während beim Schneiden größerer Löcher der Anschnitt von einem um den entsprechenden
Betrag exzentrisch liegenden Punkt aus erfolgt (Fig. 13).
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Während sich der Führungsteil 3 dreht, bewegt sich der Zapfen 21 der
Geradführung 5 in. der halbkreisförinige;n Nut 4 bis zum Anschlag am Ende- der Nut.
Dieser Anschlag erfolgt, wenn sich der Führungsteil 3 um 180, gedreht hat. Danach
ist eine weitere Drehung des Führungsteiles 3 in der Geradführung 5 nicht mehr möglich.
Von da ab- wird die Geradführung 5 vom Führungsteil 3 unter Leberwindung der Kraft
der Bremse 17 mitgenommen und dreht sich zusammen mit dun Kreissegmenten 11. Von
dem Zeitpunkt des Anschlags dies Zapfens 21 am Ende der Nut 4 ab bewegt sich. daher
der Brennar 1 entlang der Peripherie des zu schneidenden Loches.
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Die Fixierung des Lochschneidgeräts gegenüber dem zu bearbeitenden
Werkstück erfolgt mit Hilfe eines Gastalls 29; beispielsweise eines Dreibeins, das
auf magnetischem, pneumatischem oder mechanischem Wege an dem zu bearbeitenden Werkstück
befestigt ist. Zweckmäßigerweise ist das Gestell mit einer Vorrichtung zur Höhenverstellung
verseben.
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\'acü Beendigung des Schnittes wird das Lochschneidgerät wieder in
seine Ausgangsstellung zurückgedreht.