DE3932853A1 - Verfahren zum anschneiden eines durch brennschneiden zu trennenden werkstueckes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschneiden ein­ es durch Brennschneiden zu trennenden Werkstückes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim Anschneiden eines Werkstückes muß der Schneidbrenner seitlich zur Werkstückkante horizontal und vertikal exakt positioniert, die Schneidflamme eingeschaltet und das Werkstück auf Zündtemperatur erhitzt werden, bevor der Anschnitt erfolgt und der Schneidbrenner mit vorgegebener Schneidgeschwindigkeit entlang der Schneidbahn geführt werden kann. Besonders bei stark gerundeten Kanten (im Extremfall bei Rundmaterial) ist das Aufheizen auf Zünd­ temperatur wegen des großflächigen Angriffspunktes und des damit verbundenen schnellen Wärmeabflusses sehr schwie­ rig und erfordert entweder sehr lange Anwärmzeit oder den Einsatz von Wärmequellen mit einer Leistung, die das Mehrfache der für das weitere Schneiden benötigten beträgt.

Zur Lösung dieses Problemes und zur Beschleunigung des Anschneidens ist es bekannt, in die Schneidsauerstoff­ flamme Eisenpulver oder Stahldraht zuzuführen, die in der Schneidflamme verbrennen, wobei die Verbrennungswärme des Pulvers bzw. des Drahtes direkt auf die Anschneidstelle übertragen wird.

Bei der Verwendung von Eisenpulver entsteht eine erheb­ liche Rauchentwicklung, die unter Berücksichtigung von Umweltauflagen mittels aufwendiger Absauganlagen von der Anschneidstelle entfernt werden müssen. Anlagen zur Pul­ verzuführung verursachen weiterhin gegenüber einer Draht­ zuführung ein Mehrfaches an Kosten. Der große Nachteil des Drahtes, der bei kontinuierlich bzw. automatisch ar­ beitenden Maschinen von einer Haspel abgezogen wird und vor der gezielten Einführung in die Schneidflamme gerade gerichtet werden muß, ist die Tatsache, daß bei einfachen Richteinheiten kein exaktes Geraderichten erzielt werden kann. Besonders bei Brennschneidmaschinenanlagen, die unter rauhen Umgebungsbedingungen arbeiten, ist aber der Einsatz hochwertiger Richteinrichtungen problematisch oder aufwendig.

Andererseits ist aber ein sicheres Anschneiden nur ge­ währleistet, wenn der Draht möglichst zentrisch in den Sauerstoffstrahl der Schneidflamme eingeführt wird. Hinzu kommt, daß dünne Drähte von dem Schneidsauerstoffstrahl abgebogen bzw. abgeknickt werden können und somit ein betriebssicheres Anschneiden nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Be­ triebssicherheit beim Anschneiden von Werkstücken zu er­ höhen und eine einfache und stabile seitliche Führung des Zündhilfsmaterials zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Im folgenden wird unter Bandmaterial ein im wesentlichen flacher und im Verhältnis zur Dicke breiter Werkstoff verstanden.

Durch die Verwendung eines Bandmaterials entfällt das Seitenführungsproblem vollkommen. Außerdem können Sei­ tenabweichungen der Bandzuführungseinrichtung an der Schneiddüse, etwa wegen thermischer oder mechanischer Einwirkungen, aufgrund der Breite des Bandmaterials weit­ gehend toleriert werden, was langzeitig einen störungsfreien Betrieb gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil des Bandmaterials ist, daß es aufgrund seiner eindeutigen Lage in der Richteinrichtung auf einfache Art entweder gerade gerichtet oder in eine gewünschte Krümmung gebracht werden kann.

Vorteilhaft werden die Abmessungen des Bandmaterials an die Leistung der Schneiddüse und/oder an die Größe des Werkstückes angepaßt. Versuche haben ergeben, daß für eine von der Anmelderin unter der Bezeichnung DB 318-1 vertriebene Düse und ein Rundmaterial von ca. 150 mm Durchmesser ein Stahlband von ca. 10 bis 15 mm Breite und 0,5 bis 1,0 mm Dicke einen langzeitigen störungsfreien Betrieb gewährleistet.

Als Bandwerkstoff ist jedes Material denkbar, das bei Reaktion mit der Schneidflamme das Zünden des Werkstückes ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schneidbrenner mit gerader Bandzuführung;

Fig. 2 einen Schneidbrenner mit gekrümmter Bandzu­ führung.

In der Fig. 1 ist ein Schneidbrenner mit 10 bezeichnet, an dem eine Schneiddüse 11 mittels einer Druckschraube 12 befestigt ist. Aus der an sich bekannten Schneiddüse 11 tritt ein von Heizflammen 13 umgebener Schneidsauer­ stoffstrahl 14 aus. Der Schneidbrenner 10 ist an einem Pendelarm 15 angeordnet, der den Brenner seitlich 16 an die Anschneidstelle (Kante 25) stellt. An dem Pendelarm ist eine Einrichtung 17 angeordnet, die aus einer Vor­ richtung 18 für die Zuführung eines Bandmaterials 19 und einer Richteinheit 20 besteht. Es ist selbstverständlich und bedarf keiner näheren Erläuterung, daß die Einrichtung 17 oder Teile der Einrichtung 17 auch unabhängig von dem Pendelarm 15 des Schneidbrenners 10 angeordnet und dem Schneidbrenner 10 zugeordnet werden können.

Die Vorrichtung 18 für die Zuführung des Bandmaterials 19 ist um einen Drehpunkt 22 relativ zum Schneidbrenner 10 schwenkbar auf einer mit dem Pendelarm 15 verbundenen Platte 21 angeordnet. Unterhalb des Drehpunktes 22 kann die Vorrichtung 18 bei eingestelltem Winkel 34 über eine Arretiervorrichtung 23 fixiert werden.

Das Werkstück, bevorzugt ein Rundmaterial, ist mit 24 bezeichnet. Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt.

Beim Anschneiden wird nach einem Ausführungsbeispiel die Schneiddüse 11 so weit an das Werkstück 24 herangeschwenkt, daß der Schneidsauerstoffstrahl etwa in seinem halben bis vollen Querschnitt die Kante 25 bzw. die Oberfläche des Werkstückes 24 treffen würde. Das unter einem Winkel 34 zum Schneidbrenner aus der Vorrichtung 18 austretende und vor dem Austritt in der Richteinheit 20 gerade ge­ richtete Bandmaterial 19 wird jetzt so angeordnet, daß es die Anschneidstelle (Kante 25) vollständig bedeckt.

Nach Einschalten der Schneidflamme 13, 14 wird es durch die Heizflammen 13 auf Zündtemperatur erwärmt und vom Schneidsauerstoffstrahl 14 entzündet. Sobald das Band­ material 19 abschmilzt und verbrennt, entsteht ein Sprüh­ strahl, der direkt auf die Anschneidstelle gerichtet ist. Durch die Verbrennungswärme des Bandmaterials wird das darunter liegende Werkstück 24 an der Kante 25 gezündet. Der Brennervorschub kann eingeschaltet werden, der den Brenner mit Schneidgeschwindigkeit verfährt, wobei Teile des Werkstückes 24 abgetrennt werden. Versuche haben er­ geben, daß ein vorübergehendes Nachfördern des Bandma­ terials 19 eine erhöhte Anschneidsicherheit bewirken.

Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit des Anschneid­ prozesses wurde vorteilhaft dadurch erreicht, daß das Bandmaterial 19 in unmittelbarer Nähe bzw. auf der Werk­ stückoberfläche des Werkstückes 24 zur Anlage gebracht wird. Beim Schneiden von Rundmaterial oder ähnlichem kann das Bandmaterial 19 kurz nach dem Anschnitt wieder etwas zurückgezogen werden, damit es beim weiteren Schnittver­ lauf nicht hinderlich ist.

Kann der Anschneidpunkt vom Schneidbrenner 10 nicht exakt angefahren werden, so ist auch ein "fliegender" Anschnitt möglich, wo bereits bei Annäherung des Schneidbrenners 10 an das Werkstück 24 die Schneidflamme gezündet und das Bandmaterial 19 eingeführt wird. Der Bandvorlauf ist dann so lange eingeschaltet, bis die Schneidflamme 13, 14, das Werkstück 24 erreicht und gezündet hat. Bevorzugt kann in allen Fällen die Steuerung des Bandmaterials 19 zeit- und/oder wegeabhängig erfolgen. Das Bandmaterial 19 weist vorteilhaft mindestens die doppelte Breite des Schneidsauerstoffstrahles 14 bzw. des Schneidsauerstoff­ strahl-Bohrungsdurchmessers der Schneiddüse 11 auf, so daß geringfügige Unregelmäßigkeiten in der Zuführung keinen Einfluß auf die Funktionsicherheit des Anschneidprozesses ausübt. Das Bandmaterial ist bevorzugt ein im wesentlichen flacher und im Verhältnis zur Dicke breiter Werkstoff, der aufgrund dieser Ausbildung eine große Seitenstabi­ lität aufweist.

In der Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszif­ fern bezeichnet. Die Funktionsweise entspricht im wesent­ lichen der in Fig. 1 beschriebenen Einrichtung. Unter­ schiedlich hierzu ist der Schneidbrenner 10 an einer trans­ latorischen Vorschubvorrichtung 16 (Schneidrichtung 33) angeordnet, wobei der Schneidsauerstoffstrahl 14 ebenfalls im halben bis vollen Querschnitt auf die Kante 25 auf­ trifft. Die Vorrichtung 18 ist im wesentlichen parallel zu dem Schneidbrenner 10 angeordnet, wodurch vorteilhaft eine eng bauende Einheit erreicht wird. Das Bandmaterial 19 wird in der Richteinheit 20 gekrümmt und tritt mit einer vorgegebenen Krümmung 26 aus der Vorrichtung 19 aus.

Es durchquert ebenfalls wie das in Fig. 1 dargestellte gerade geförderte Bandmaterial, bei automatischer Förde­ rung zuerst die Heizflammen 13 und wird hier auf Zünd­ temperatur aufgeheizt, bevor es in den Schneidsauerstoff­ strahl 14 eintritt. Hier erfolgt eine Verbrennung des Bandmaterials 19, so daß eine Sprühflamme entsteht, die die Verbrennungswärme exakt auf die Kante 25 überträgt, wo unmittelbar darauf der Anschnitt erfolgt.

Besonders vorteilhaft, kann ein funktionssicherer Anschnitt durch eine an die Oberflächenform des Werkstückes 24 an­ gepaßte Formgebung des Bandmaterials 19 in der Richtein­ heit 20 erreicht werden, so daß sich das Bandmaterial 19 an die Oberfläche des Werkstückes 24 anlegt. Hierdurch wird die beim Verbrennen des Bandmaterials 19 entstehende Verbrennungswärme unmittelbar auf die Anschneidstelle übertragen, so daß ein sofortiger Anschnitt des Werkstückes 24 erfolgen kann.

Mit der Erfindung wird der Vorteil ereicht, daß durch das seitenstabile Bandmaterial, also durch das zu "führ­ ende" und zu "richtende" Material selbst eine exakte Zu­ führung in die Schneidflamme 13, 14 erreicht wird.

Die Erfindung und die in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale sind nicht auf die Beispiele beschränkt, die eingangs erwähnt sind. Die Ausgestaltung der Merkmalselemente und deren Verknüpfung kann beliebig sein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Anschneiden eines durch Brennschneiden zu trennenden Werkstückes, vorzugsweise eines Werk­ stückes mit gerundeten Kanten bzw. eines Rundmaterials, mittels Zugabe eines Zündhilfsmaterials in die Schneid­ flamme des Brenners, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündhilfsmaterial die Form eines Bandes (19) aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band vor der Anschneidstelle des Werkstückes angeordnet, mittels der Heizflamme auf Zündtemperatur erhitzt und mit dem Schneidsauerstoffstrahl verbrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidflamme (13, 14) mit dem verbrennenden Bandmaterial (19) auf die Anschneidstelle (25) des Werkstückes (24) gerichtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial (19) zeit- und/oder wegeabhängig in die Schneidflamme (13, 14) gefördert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Bandmaterials (19) von der Leistung der Brennschneiddüse (11) und/oder der Werk­ stückdickenabmessungen abhängig sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mindestens eine Breite aufweist, die dem doppelten Durchmesser des Schneidsauerstoffstrahles (14) entspricht.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Schneidbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß den Schneidbrenner (10) eine Vorrichtung (18) für die Zuführung des Bandmaterials (19) zugeordnet ist, mittels der das Bandmaterial (19) in die aus der Schneid­ düse (11) austretende Schneidflamme (13, 14) förderbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (18) eine Richteinheit (20) vorge­ schaltet ist, mittels der das Bandmaterial (19) in seiner Längserstreckung vorformbar, vorzugsweise gerade oder gekrümmt formbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (18) im wesentlichen parallel neben dem Schneidbrenner (10) angeordnet ist und das Bandma­ terial über eine in Richtung der Schneidflamme (13, 14) ausgebildete Krümmung (26) in die Schneidflamme (13, 14) förderbar ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (18) unter einem Winkel (34) zum Schneidbrenner (10) angeordnet ist.