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Patent Searching and Data


Title:
SAFETY DEVICE FOR MOUNTING IN THE GAS SUPPLY INSTALLATION OF A CUTTING TORCH OF A FLAME-CUTTING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/087356
Kind Code:
A1
Abstract:
The relevant regulations in the field of automated flame-cutting technology stipulate various safety devices for the process-gas supply of a cutting torch. The invention relates to the simplified installation and maintenance of the safety devices and to a compact structure thereof. Proposed is a multi-functional safety module, in the module body of which there are integrated a first and a second safety element to prevent flame- or gas-blowout, and in which there is provided a mechanical plug-type connection for establishing a gas-tight connection between the safety elements and the corresponding gas lines of the cutting torch.

Inventors:
VOSSBERG REINALD (DE)
FENNER BURKHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/078032
Publication Date:
June 09, 2016
Filing Date:
November 30, 2015
Export Citation:
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Assignee:
MESSER CUTTING SYS GMBH (DE)
International Classes:
F23D14/42; B23K7/00; B23K37/00; F23D14/82
Foreign References:
US20140217070A12014-08-07
US20090253089A12009-10-08
GB919209A1963-02-20
US20140030666A12014-01-30
DE3240247A11983-05-26
AT504255A12008-04-15
DE3524773A11987-01-22
DE10332422A12005-02-24
Attorney, Agent or Firm:
STAUDT, ARMIN (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Sicherheitseinrichtung zum Einbau in die Gasversorgungsinstallation eines Schneidbrenners einer Brennschneidmaschine, umfassend ein mehrfunktionales mit dem Schneidbrenner verbindbares Sicherheitsmodul, das über einen Modulkörper (1 ) verfügt, wobei in den Modulkörper (1 ) integriert sind:

• ein erstes Sicherheitselement (4) zur Verhinderung eines Flammen- o- der Gasdurchschlags, das zwischen einem Brenngas-Einlass (4a) und einem Brenngas-Auslass (4b) einen Gaskanal (4c) für Brenngas um- fasst, der mit einer Brenngasleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, und

• ein zweites Sicherheitselement (3) zur Verhinderung eines Flammenoder Gasdurchschlags, das zwischen einem Schneidsauerstoff-Einlass (3a) und einem Schneidsauerstoff-Auslass (3b) einen Gaskanal (3c) für Schneidsauerstoff umfasst, der mit einer Schneidsauerstoffleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, und ein Verbindungssystem zur Herstellung einer mechanischen Steckverbindung zwischen Brenngas-Auslass (4b) und Brenngasleitung sowie zwischen Schneidsauerstoff-Auslass (3b) und Schneidsauerstoffleitung.

Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in den Modulkörper (1 ) weiterhin ein drittes Sicherheitselement (5) zur Verhinderung eines Flammen- oder Gasdurchschlags integriert ist, das zwischen einem Heizsauerstoff-Einlass (5a) und einem Heizsauerstoff-Auslass (5b) einen Gaskanal (5c) für Heizsauerstoff umfasst, der mit einer Heizsauerstoffleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, wobei die mechanische Steckverbindung gleichzeitig zur Verbindung von Heizsauerstoff-Auslass (5b) und Heizsauerstoffleitung dient. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Modulkörper (1 ) weiterhin ein viertes Sicherheitselement (2) integriert ist, das zwischen einem Zündgas-Einlass (2a) und einem Zündgas- Auslass (2b) einen Gaskanal (2c) umfasst, der mit einer Zündgasleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, wobei die mechanische Steckverbindung gleichzeitig zur Verbindung von Zündgas-Auslass (2b) und Zündgasleitung dient.

Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulkörper (1 ) zylinderförmig ausgeführt ist, und eine Mittelachse (6) aufweist, um die erstes (4), zweites (3), drittes (5) und viertes (2) Sicherheitselement gleichmäßig verteilt sind.

Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulkörper (1 ) eine Gaseinlassseite (16) und eine dem Schneidbrenner zugewandte Gasauslassseite (15) aufweist, und dass der Modulkörper (1 ) eine zwischen Einlassseite (16) und Auslassseite (15) verlaufende Durchgangsbohrung (10) aufweist, die vorzugsweise koaxial zur Mittelachse (6) verläuft.

Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulkörper (1 ) zylinderförmig ausgeführt ist, und eine Mittelachse (6) aufweist, wobei eines der Sicherheitselemente koaxial zur Mittelachse (6) verläuft.

Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem eine Gewindeverbindung mit mindestens zwei Schrauben (12) umfasst, die sich von der Modulkörper- Einlassseite aus in Gewindebohrungen des Schneidbrenners erstrecken.

Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenngas-Auslass (4b) und der Schneidsauerstoff- Auslass (3b) jeweils als eine Innenbohrung aufweisender Auslassstutzen ausgeführt sind, und dass in die Innenbohrung jeweils eine Gasflussblende einsetzbar ist. 9. Sicherheitseinnchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem eine Steckverbindung zwischen dem Brenngas-Einlass (4a) und einer Brenngas-Zuleitung sowie eine Steckverbindung zwischen dem Schneidsauerstoff-Einlass (3a) und einer Schneidsauerstoff-Zuleitung umfasst.

10. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherheitselement eine Gasrückschlagsicherung oder eine Flammendurchschlagsicherung ist.

1 1 . Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherheitselement eine Gasrückschlagsicherung oder eine Flammendurchschlagsicherung ist.

12. Brennschneidmaschine, aufweisend einen Schneidbrenner, eine Gasversorgungsinstallation für den Schneidbrenner und eine in die Gasversorgungsinstallation eingebaute Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 1 1 , bei der das Sicherheitsmodul mit dem Schneidbrenner, das erste Sicherheitselement (4) mit einer Brenngasleitung des Schneidbrenner und das zweite Sicherheitselement mit einer Schneidsauerstoffleitung des Schneidbrenners verbunden sind.

Description:
Sicherheitseinrichtung zum Einbau in die Gasversorgungsinstallation eines Schneidbrenners einer Brennschneidmaschine Beschreibung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zum Einbau in die Gasversorgungsinstallation eines Schneidbrenners einer Brennschneidmaschine.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennschneidmaschine, aufwei- send einen Schneidbrenner und eine Gasversorgungsinstallation für den

Schneidbrenner.

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist zum Einsatz bei der thermischen Materialbearbeitung von Werkstücken ausgelegt.

Die thermische Bearbeitung von Werkstücken mit einem Schneidbrenner umfasst das Schneiden von Werkstücken sowie die Oberflächenbearbeitung zum Erzeugen von Markierungen. Je nach der sich stellenden Aufgabe werden unterschiedliche Bearbeitungsmaschinen und verschiedene Arten von Bearbeitungswerkzeugen eingesetzt. Für das thermische Schneiden von Werkstücken stehen verschiedene Bearbeitungswerkzeuge wie Autogenbrenner, Plasmabrenner oder Laser zur Verfügung.

Das automatisierte Schneiden erfolgt mittels Brennschneidmaschinen, die in der Regel mit einer Vielzahl von Schneidbrennern ausgestattet sind. Diesen wird Schneidsauerstoff und Brenngas über Schlauch- oder Rohrleitungen zugeführt. Häufig sind zusätzlich Zufuhrleitungen für Heizsauerstoff und für ein Zündgas vorgesehen. Anstelle von reinem Sauerstoff wird auch Druckluft als Verbrennungsgas eingesetzt. Der Einfachheit halber werden im Folgenden unter dem Begriff„Sauerstoff" alle sauerstoffhaltigen Verbrennungsgase zusammenfassend verstanden. Schneidbrenner bilden Entnahmestellen einer Gas-Versorgungsinstallation. Das zu entnehmende Gas steht unter Druck und bietet insoweit bereits ein gewisses Gefährdungspotenzial für Anwender und Umwelt. Zusätzliche Gefahren bergen Gasinstallationen für brennbare oder giftige Gase wie beispielsweise Methan, Propan, Erdgas, Wasserstoff, Flüssiggas, Kohlenmonoxid, Halogene und insbesondere Acetylen.

Daher unterliegen Gasinstallationen und Arbeiten an in Betrieb befindlichen Gasleitungen besonderer Unfallverhütungs- und Schutzvorschriften. Diese sind aus den berufsgenossenschaftlichen Regelwerken zu entnehmen. So verlangt etwa die DGUV-Regel 100-500 (bisher: BGR 500) "Betreiben von Arbeitsmitteln" in Kapitel 3.15 mit dem Titel„Sicherheitseinrichtungen", dass Gefährdungen durch Flammendurchschlag, Gasrücktritt oder Nachströmen von Gas zu verhindern sind, indem Entnahmestellen an Verteilungsleitungen der Gasart und dem Druck entsprechenden Sicherheitseinrichtungen (Entnahmestellensicherungen) zu ver- sehen sind. Dies wird beispielsweise erreicht, wenn Sicherheitseinrichtungen mit integrierter Flammensperre gemäß DIN EN 730-1 eingesetzt werden.

Dementsprechend sind in den Schneidbrennern oder in den Zuführungsleitungen für Sauerstoff und Brenngas entsprechende Sicherheitseinrichtungen für jedes Gas eingesetzt. Da die jeweiligen Gasdrücke und Gasmengen unterschiedlich sind, sind für jedes benötigte Gasabsperr- und gegebenenfalls Rückschlagventile, Filter, Manometer für den Eingangsdruck, Druckminderer oder etwaige Manometer für den Arbeitsdruck, Magnetventile zum Zu- und Abschalten und in manchen Fällen auch Einstellventile in Form von Nadelventilen zum genauen Einstellen der vorreduzierten Drücke und Mengen erforderlich. Stand der Technik

Eine Sicherheitseinrichtung für die Gasversorgung einer Brennschneidmaschine der eingangs genannten Art ist aus der DE 35 24 773 A1 bekannt. Die jeweiligen Gaszufuhrleitungen sind einerseits über Brenneranschlüsse mit dem Schneidbrenner und über bewegliche Schläuche mit Versorgungsquellen für Brenngas, Schneidsauerstoff und Heizsauerstoff verbunden. In den Leitungen sind Sicher- heitseinrichtungen zur Gasmengensteuerung und Absperrorgane in Form von Magnetventilen eingesetzt, mittels denen die betreffende Gasleitung verschließbar ist. Die Steuermagnete sind über Steuerleitungen mit einer NC- Brennschneidmaschinensteuerung verbunden. Der Schneidbrenner selbst besteht im Wesentlichen aus einem sogenannten „Ventil körper", der an seiner Oberseite die erwähnten Brenneranschlüsse für die Prozessgaszufuhr aufweist und der über ein Führungsrohr mit dem eigentlichen Brennerkopf verbunden ist. In dem Ventilkörper ist ein Injektor angeordnet, der einstromseitig mit der Brenngas- und Heizsauerstoffleitung und ausstromseitig mit dem Heizgaszuführungsrohr verbunden ist. Unter Heizgas wird ein Gemisch aus Brenngas und Heizsauerstoff verstanden. Das Heizgaszuführungsrohr ist ausstromseitig mit dem Brennerkopf verbunden. In dem Brennerkopf ist eine Heizgasbohrung vorgesehen, die mit dem Heizgaszuführungsrohr verbunden ist und in einen Ringraum mündet, der mit dem ringförmigen Heizkanal der Brenn- schneiddüse in Verbindung steht. Über den Brenneranschluss für Schneidsauerstoff und in dem Ventilkörper angeordnete Bohrungen ist ein Schneidsauerstoffrohr mit einer im Brennerkopf angeordneten Schneidsauerstoffbohrung verbunden. Die Schneidsauerstoffbohrung steht mit dem Schneidsauerstoffkanal der Brennschneiddüse in Verbindung. Technische Aufgabenstellung

Die Verbindung von Leitungsrohrteilen erfolgt mit Lötverbindungen, gegebenenfalls unter Einsatz von Lötmuffen und Verbindungsstellen, die nach dem Auflöten eine gasdichte Verschraubung mit entsprechend ausgestatteten Rohrteilen oder Versorgungs- und Steuerelementen erlauben. Somit sind zum Aufbau einer Ver- sorgungs- beziehungsweise Steuerstrecke für jedes einzelne Gas am Ventilkörper des Schneidbrenners als auch an jedem Eingang und Ausgang des Brenn- schneidmaschinensteuerstandes und für jede Sicherheits- und Steuereinrichtung Löt- und Schraubverbindungen erforderlich. Die Mess-, Regel- und Sicherheitseinrichtungen für die Versorgungsmedien werden in der gemeinsamen Brenn- schneidmaschinensteuerung zusammengefasst. Die Vielzahl der Löt- und Schraubstellen bringt einen großen Platzbedarf mit sich und erfordert einen hohen Herstellungsaufwand. Die Installation ist auch bei sorgfältiger Prüfung fehlerbehaftet und auch nachträglich können Fehlstellen auftreten. Etwaige Undichtigkeiten können nicht nur zu Funktionsstörungen führen, sondern sie vergrößern auch die Brand- und Explosionsgefahr. Dies erfordert eine regelmäßige Funktionsprüfung und Wartung, was wegen der Vielzahl und Unübersichtlichkeit der Verbindungen, die überdies zum Teil schwer zugänglich sind, schwierig und aufwändig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Installation für die Prozessgasversorgung eines Schneidbrenners einer Brennschneidmaschine bereit zu stellen, bei der die vorstehenden Nachteile vermindert sind, und die sich insbesondere durch einen kompakten Aufbau und einen vergleichsweise geringen Fertigungs- und Wartungsaufwand auszeichnet.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennschneidmaschine anzugeben, bei der die vorstehenden Nachteile vermindert sind, und die sich durch einen geringen Fertigungs- und Wartungsaufwand auszeichnet.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst, welche erfindungsgemäß umfasst: ein mehrfunktionales mit dem Schneidbrenner verbindbares Sicherheitsmodul, das über einen Modulkörper (1 ) verfügt, wobei in den Modulkörper (1 ) integriert sind:

• ein erstes Sicherheitselement (4) zur Verhinderung eines Flammen- oder Gasdurchschlags, das zwischen einem Brenngas-Einlass (4a) und einem Brenngas-Auslass (4b) einen Gaskanal (4c) für Brenngas umfasst, der mit einer Brenngasleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, und

• ein zweites Sicherheitselement (3) zur Verhinderung eines Flammen- oder Gasdurchschlags, das zwischen einem Schneidsauerstoff-Einlass (3a) und einem Schneidsauerstoff-Auslass (3b) einen Gaskanal (3c) für Schneidsau- erstoff umfasst, der mit einer Schneidsauerstoffleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, und ein Verbindungssystem zur Herstellung einer mechanischen Steckverbindung zwischen Brenngas-Auslass (4b) und Brenngasleitung sowie zwischen Schneid- sauerstoff-Auslass (3b) und Schneidsauerstoffleitung.

Die Sicherheitseinrichtung weist ein Sicherheitsmodul und mindestens ein Verbindungsystem auf.

Das Verbindungssystem ist zur Herstellung einer mechanischen Steckverbindung ausgelegt, die den Brenngas-Auslass mit der Brenngasleitung beziehungsweise den Schneidsauerstoff-Auslass mit der Schneidsauerstoffleitung verbindet. Darüber hinaus können in das Verbindungssystem gegebenenfalls auch Anschlüsse für weitere Prozessgase, beispielsweise für Zündgas oder Heizsauerstoff integriert sein. Das Verbindungssystem umfasst ein oder mehrere Verbindungselemente und ist Teil der Sicherheitseinrichtung. Vorzugsweise ist das Verbindungs- System in den Modulkörper integriert. Es hat sich bewährt, wenn mindestens eines der Verbindungselemente des Verbindungssystems derart ausgelegt ist, dass es mit einem separaten, korrespondierenden Verbindungsgegenelement unter Ausbildung der mechanischen Steckverbindung verbindbar ist. Verbindungselemente und Verbindungsgegenelemente in diesem Sinne sind beispielsweise Ver- bindungshülsen, Verbindungsstecker, Kupplungen oder Nippel. Das Verbindungselement und/oder das Verbindungsgegenelement können mehrere separate Bauteile sein oder sie sind zu einem einzigen Verbindungsbauteil zusammenge- fasst. Ein einziges Verbindungsbauteil mit einem oder mehreren Verbindungselementen hat den Vorteil, dass eine besonders einfach und schnell herstellbare Verbindung der jeweiligen Auslässe mit der korrespondierenden Leitung ermöglicht wird.

Das Sicherheitsmodul umfasst darüber hinaus einen Modul körper, der im einfachsten Fall als monolithischer Block ausgeführt ist, und der mit mindestens zwei, vorzugsweise drei bis fünf Bohrungen versehen ist, die jeweils zur Aufnah- me von mindestens einem Sicherheitselement für ein spezifisches Prozessgas ausgelegt sind. Dadurch, dass die Sicherheitseinrichtung sowohl das Verbindungssystem als auch die Sicherheitselemente umfasst, wird eine besonders kompakte Sicherheitseinrichtung erhalten.

In den Modulkörper der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung sind mindes- tens zwei Sicherheitselemente integriert, die derart ausgelegt sind, dass ein Flammen- oder Glasdurchschlag von der Gasleitung des Schneidbrenners zum Gaseinlass verhindert wird.

Sicherheitselemente im Sinne der Erfindung sind beispielsweise Flammendurch- schlagsicherungen oder Gasrückschlagsicherungen.

Flammendurchschlagsicherungen sind Einrichtungen, deren Funktion es ist, einen Fluid-Durchfluss durch die Sicherung zu ermöglichen, die gleichzeitig aber einen Flannnnendurchlag durch die Sicherung verhindern. Zur Verhinderung eines Flammendurchschlags weisen Flammendurchschlagsicherungen regelmäßig eine Flammensperre auf.

Gasrückschlagsicherungen sind Einrichtungen, deren Funktion es ist, einen schleichenden oder schlagartigen Gasrücktritt zu verhindern.

Jedes dieser Sicherheitselemente repräsentiert dabei eine Entnahmestellensicherung (Sicherheitseinrichtung), wie sie auch sonst in Gasversorgungseinrichtungen üblich sind, wie etwa eine Gasrückschlagsicherung oder eine Flammensperre. Das Sicherheitsmodul wird mit dem Brenner verbunden ohne selbst Teil des

Brenners zu sein, beispielsweise am Brennerschaft und insbesondere am sogenannten„Ventil körper" des Brenners. Bei der Verbindung werden die Gasleitungen für die Prozessgase - Brenngas und Schneidsauerstoff und etwaige andere Prozessgase - die innerhalb des Brenners bis zur Brennerdüse verlaufenden, fluidisch mit den entsprechenden Gasauslässen des Sicherheitsmoduls verbunden. Diese mechanische Verbindung muss selbstverständlich auch gasdicht sein. Brenner und Sicherheitsmodul bilden insoweit eine mechanisch und fluidisch aufeinander abgestimmte Baugruppe.

Die Herstellung der gasdichten Verbindung zwischen den Gasauslässen des Si- cherheitsmoduls und der brennerseitigen Gasanschlüsse erfolgt erfindungsge- maß mittels mechanischer Steckverbindungen. Im einfachsten Fall sind die Gasauslässe der Sicherheitselemente als Stutzen ausgeführt, die mit brennerseitigen Bohrungen oder Schläuchen korrespondieren. Diese Steckverbindungen können gleichzeitig zur formschlüssigen Verbindung von Moduleinheit und Brenner bei- tragen (jedoch sind für diesen Zweck in der Regel andere Verbindungsmittel vorgesehen). Die Dichtungsfunktion kann durch mindestens ein Dichtungselement erreicht werden, das stirnseitig zwischen der Gasauslassseite des Sicherheitsmoduls und dem Brenner angeordnet ist, und/oder durch mehrere Dichtungselemente, die die jeweiligen Gasauslässe gegenüber den brennerseitigen Gasleitungen radial abdichten.

Entsprechend der Zahl der integrierten Sicherheitselemente ersetzt das Sicherheitsmodul somit eine entsprechende Anzahl der ansonsten irgendwo im Gaszufuhrleitungssystem eingefügten Sicherheitseinrichtungen. Die Anzahl der für die Sicherheitselemente ansonsten herzustellenden gasdichten Verbindungen wird dadurch etwa halbiert; darüber hinaus sind die Sicherheitselemente im Sicherheitsmodul erkennbar dem jeweiligen Prozessgas zugeordnet und dementsprechend für die Wartung leicht auffindbar und zuzuordnen. Die Herstellung der Steckverbindung zwischen Sicherheitsmodul und Brenner zwecks gasdichter Verbindung aller im Sicherheitsmodul integrierten Gasanschlüsse kann gleichzeitig erfolgen und erfordert jedenfalls nur wenige Handgriffe. Darüber hinaus ist der Raumbedarf vergleichsweise gering, was eine niedrigere Bauhöhe als sie beispielsweise mit einer Schraubverbindung ermöglicht.

Das Zusammenführen von spezifischem Sicherheitselement für jedes Prozessgas in einer einzigen Armatur, dem Sicherheitsmodul, in Verbindung mit der Ausfüh- rung der Gasanschlüsse als Steckanschlüsse führt somit zu Zeitersparnis bei

Montage und Wartung, verringert die Fehleranfälligkeit und ermöglicht eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung.

Neben den Sicherheitselementen für Brenngas und Schneidsauerstoff können im selben Sicherheitsmodul auch Sicherheitselemente (Sicherheitseinrichtungen) für andere Prozessgase bereitgestellt werden. Im Hinblick darauf ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung in den Modulkörper ein drittes Sicherheitselement zur Verhinderung eines Flammen- oder Gasdurchschlags integriert, das zwischen einem Heizsauerstoff-Einlass und einem Heizsauerstoff-Auslass einen Gaskanal für Heizsauerstoff umfasst, der mit einer Heizsauerstoffleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, wobei die mechanische Steckverbindung gleichzeitig zur Verbindung von Heizsauerstoff-Auslass und Heizsauerstoffleitung dient.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung ist in den Modulkörper ein viertes Sicherheitselement zur Verhinderung eines Flam- men- oder Gasdurchschlags integriert, das zwischen einem Zündgas-Einlass und einem Zündgas-Auslass einen Gaskanal umfasst, der mit einer Zündgasleitung des Schneidbrenners verbindbar ist, wobei die mechanische Steckverbindung gleichzeitig zur Verbindung von Zündgas-Auslass und Zündgasleitung dient.

Innerhalb des Modulkörpers ist die Anordnung der Bohrungen zur Aufnahme der Sicherheitselemente für die spezifischen Prozessgase an die jeweiligen geometrischen Anforderungen anpassbar, wie sie vom Brenner vorgegeben sind. Grundsätzlich hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Modulkörper zylinderförmig ausgeführt ist und eine Mittelachse aufweist, wobei eines der Sicherheitselemente koaxial zur Mittelachse verläuft. Das zentral verlaufende Sicherheitselement ist beispielsweise besonders geeignet für die Zufuhr von Sauerstoff.

Je nach Belegung der radialen Positionen um die Mittelachse kann die zentrale Position des Sicherheitsmoduls ohne besondere Vorkehrungen schwer zugänglich sein. Eine besonders kompakte Bauform der Sicherheitseinrichtung ergibt sich daher, wenn der Modulkörper zylinderförmig ausgeführt ist, und eine Mittelachse aufweist, um die erstes, zweites, drittes und viertes Sicherheitselement gleichmäßig verteilt sind. Vorzugsweise sind das erste, zweite, dritte und vierte Sicherheitselement - in einer Querschnittsebene senkrecht zur Mittelachse gesehen - auf einer Kreisbahn um die Mittelachse angeordnet. In diesem Fall ist ihre Verteilung gleichmäßig, wenn alle auf der Kreisbahn angeordneten, benachbarten Sicherheitselemente zueinander den gleichen kürzesten Abstand aufweisen. Der Modul körper weist vorzugsweise eine Gaseinlassseite und eine dem Schneidbrenner zugewandte Gasauslassseite auf. Die zentrale Position wird dabei vorzugsweise für die Gasdurchführung freigelassen, so dass der Modulkörper eine zwischen Einlassseite und Auslassseite verlaufende Durchgangsbohrung aufweist, die vorzugsweise koaxial zur Mittelachse verläuft.

Die Durchgangsbohrung kann beispielsweise zur Aufnahme und Durchführung elektrischer Betriebs-, Mess- oder Steuerleitungen durch das Sicherheitsmodul dienen. Eine verlässliche und dichte Verbindung zwischen Sicherheitsmodul und Brenner kann beispielsweise über einen Flansch erfolgen. Im Hinblick auf eine möglichst geringe Bauhöhe hat es sich aber als günstig erwiesen, wenn das Verbindungssystem eine Gewindeverbindung mit mindestens zwei Schrauben umfasst, die sich von der Modulkörper-Einlassseite aus in Gewindebohrungen des Schneid- brenners erstrecken.

Im einfachsten Fall sind mindestens das erste Sicherheitselement und das zweite Sicherheitselement als Gasrückschlagsicherung ausgeführt. Dies gilt gleichermaßen für etwaige weitere im Sicherheitsmodul verwirklichte Sicherheitselemente.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung sind der Brenngas-Auslass und der Schneidsauerstoff-Auslass jeweils als eine Innenbohrung aufweisender Auslassstutzen ausgeführt, wobei in die Innenbohrung jeweils eine Gasflussblende einsetzbar ist.

Mittels der Gasblende wird die Gasdurchflussmenge begrenzt. Die Feineinstellung der Gasdurchflussmenge erfolgt über den Gasdruck. Bei dieser Ausfüh- rungsform wird auf ein Einstellventil zur Einstellung der Gasdurchflussmenge verzichtet, so dass sich eine besonders geringe Bauhöhe und eine vereinfachte Montage und Wartung ergeben.

Die Verbindung zwischen Sicherheitsmodul und Brenner ist als Steckverbindung ausgeführt. Es hat sich bewährt, wenn das Verbindungssystem darüber hinaus auch eine Steckverbindung zwischen dem Brenngas-Einlass und einer Brenngas- Zuleitung sowie eine Steckverbindung zwischen dem Schneidsauerstoff-Einlass und einer Schneidsauerstoff-Zuleitung umfasst.

Hierbei sind die Gasanschlüsse beidseitig des Sicherheitsmoduls als Steckver- bindungen ausgeführt. Diese lassen sich im Vergleich zu Gewindeverbindungen schneller herstellen und sie haben einen geringeren Raumbedarf. Diese Ausführung wird auch für die Anschlüsse etwaige weiterer Sicherheitselemente bevorzugt.

Hinsichtlich der Brennschneidmaschine wird die oben genannte Aufgabe erfin- dungsgemäß dadurch gelöst, dass sie eine in die Gasversorgungsinstallation eingebaute Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung umfasst, bei der das Sicherheitsmodul mit dem Schneidbrenner, das erste Sicherheitselement mit einer Brenngasleitung des Schneidbrenner und das zweite Sicherheitselement mit einer Schneidsauerstoffleitung des Schneidbrenners verbunden sind. Eine Brennschneidmaschine, bei der die spezifischen Sicherheitselemente für jedes Prozessgas in einer einzigen Armatur, dem Sicherheitsmodul, zusammen- gefasst sind, ist einfach und kostengünstig zu warten. Darüber hinaus wird durch das Vorsehen des Sicherheitsmoduls der Umbau der Maschine, beispielsweise bei einem Wechsel des Schneidbrenners erleichtert. Gleichzeitig ermöglicht das Sicherheitsmodul eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitsmoduls in einer Draufsicht auf die Gasauslass-Seite

Figur 2 das Sicherheitsmodul von Fig. 1 in einem Längsschnitt durch eine erste mittige Schnittebene, Figur 3 das Sicherheitsmodul von Fig. 1 in einem Längsschnitt durch eine zweite mittige Schnittebene, senkrecht zur ersten Schnittebene, und

Figur 4 das Sicherheitsmodul von Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie A-A.

Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform des Sicherheitsmoduls ist für den Ein- bau in die Schneidbrenner einer Brennschneidmaschine ausgelegt. Es besteht aus einem zylinderförmigen, in der gezeigten Draufsicht kreisförmigen monolithischen Grundkörper 1 aus Messing mit einer Höhe von etwa 50 mm und einem Durchmesser von 90 mm. Er dient zur Aufnahme von insgesamt vier Sicherheitselementen. Sämtliche Sicherheitselemente sind als Gasrückschlagsicherungen 2, 3, 4, 5 für Prozessgase des Brennschneidprozesses ausgeführt. Im Einzelnen handelt es sich um eine Gasrückschlagsicherung 2 für ein Zündgas, eine Gasrückschlagsicherung 3 für Schneidsauerstoff, eine Gasrückschlagsicherung 4 für Brenngas, und eine Gasrückschlagsicherung 5 für Heizsauerstoff. Die Gasrückschlagsicherungen 2, 3, 4, 5 sind in üblicher Weise als Schließventile mit einem Kolben ausgeführt, der durch den Druck des durchströmenden Prozessgases gegen die Kraft einer Feder vom Dichtsatz abgehoben wird. Sie verhindern zuverlässig schleichenden und schlagartigen Gasrücktritt. Die Gasrückschlagsicherungen 2, 3, 4, 5 sind in Bohrungen des Grundkörpers 1 aufgenom- men und um die Mittelachse 6 gleichmäßig verteilt. Im Fall der Gasrückschlagsicherung für Brenngas (4) ist in den Gaskanal 4c zusätzlich ein Schmutzfilter eingesetzt.

Die Gasrückschlagsicherungen 2, 3, 4, 5 verfügen jeweils über Gaskanäle 2c, 3c, 4c, 5c, die in Gasauslassstutzen 2b, 3b, 4b, 5b enden, die jeweils von der Aus- lassseite 15 des Grundkörpers 1 abstehen, wie in den Figuren 2 bis 4 erkennbar. An der Mantelfläche der Gasauslassstutzen 2b, 3b, 4b, 5b sind jeweils zwei Dichtringe 8 beabstandet voneinander angeordnet.

In die Bohrungen der Gasauslassstutzen 2b, 3b, 4b, 5b sind (in den Figuren nicht gezeigte) Gasdurchtrittsblenden eingesetzt, mittels denen die maximale Gas- durchflussmenge und die Austrittsgeschwindigkeit des jeweiligen Prozessgases vorgegeben wird. Die Feineinstellung dieser Parameter erfolgt über eine Druckregelung. Auf eine Druckanzeige und eine separate Einstellung der jeweiligen Gasmenge am jeweiligen Sicherheitselement wird zu Gunsten eines einfachen und kompakten Aufbaus verzichtet.

Weiterhin verfügt jede Gasrückschlagsicherung 2, 3, 4, 5 über einen Gaseinlassstutzen 2a, 3a, 4a, 5a, der jeweils von der Einlassseite 16 des Grundkörpers 1 absteht, wie ebenfalls in den Figuren 3 bis 5 gezeigt. Die Gaseinlassstutzen 2a, 3a, 4a, 5a sind jeweils mit einem Außengewinde versehen. Zwischen den jeweiligen Gaseinlassstutzen und Gasauslassstutzen verläuft der Gaskanal 2c, 3c, 4c, 5c für das jeweilige Prozessgas.

Der Grundkörper 1 weist außerdem eine zentrale Durchgangsbohrung 10 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel des Sicherheitsmoduls für die Durchführung elektrischer Leitungen von und zum Schneidbrenner dient. Der Grundkörper 1 des Sicherheitsmoduls hat - abgesehen von den Gasauslassstutzen 2b, 3b, 4b, 5b - eine plane Unterseite. Es wird auf eine ebenfalls plane Oberseite des Ventilkörpers eines Schneidbrenners (in den Figuren nicht dargestellt) aufgesetzt, wobei innerhalb des Ventilkörpers die entsprechenden Gaskanäle für Heizsauerstoff, Brenngas, Schneidsauerstoff und Zündgas ausgebildet sind. Die Gasauslassstutzen 2b, 3b, 4b, 5b sind so ausgeführt, dass sie mit den Gasleitungseinlässen auf der Brennerseite korrespondieren. Die Dichtringe 8 gewährleisten dabei eine gasdichte Verbindung. Eine zusätzliche Fixierung des Sicherheitsmoduls am Brenner erfolgt mittels Inbusschrauben 12, die in Durchgangsbohrungen 13 des Grundkörpers 1 eingelassen sind und die in entspre- chende Gewindebohrungen auf Brennerseite eingreifen. Um beim Aufsetzen des Sicherheitsmoduls auf den Ventilkörper eine korrekte Zuordnung der Sicherheitselemente (2, 3, 4, 5) zu dem jeweiligen brennerseitigen Gaskanal zu gewährleisten, ist der Grundkörper 1 mit einer seitlichen Aussparung 1 1 versehen, die in Codierstift (nicht dargestellt) einrastet, der an der Oberseite des Brenner- Ventilkörpers eingelassen ist. Auf die Gaseinlassstutzen 2a, 3a, 4a, 5a werden die Versorgungsleitungen für Heizsauerstoff, Brenngas, Schneidsauerstoff und Zündgas geschraubt. Bei einer alternativen (nicht dargestellten) Ausführungsform sind die Gaseinlassstutzen anstelle des Außengewindes mit zwei beabstandeten Dichtringen versehen und sind - ebenso wie die Gasauslassstutzen - für einen Schnellanschluss durch Aufstecken der Prozessgas-Versorgungsleitungen ausgelegt.

Beispiel 1

Bei einer Brennschneidmaschine - wie sie beispielsweise aus der DE 103 32 422 A bekannt ist - sind Leitungen für die Zufuhr von Brenngas und Schneidsauerstoff vorgesehen.

Die Brennschneidmaschine umfasst einen Schneidbrenner, eine Brennschneid- maschinensteuerung und eine Gasverteilungsanlage.

Der Schneidbrenner ist mittels eines Brennerwagens quer und mittels Längswagen entlang des Werkstückes verfahrbar. Brenngas und Schneidsauerstoff wer- den separat über Gaszufuhrleitungen von der Gasverteilungsanlage zugeführt.

Die Gaszufuhrleitungen enden dabei jeweils in einer dem Schneidbrenner vorgeordneten Sicherheitsmoduls gemäß Figur 1 , das mit dem Schneidbrenner-Schaft verbunden ist.

In diesem Fall sind die Sicherheitselemente für Heizsauerstoff und Zündgas nicht belegt. Bei einer alternativen Ausführungsform weist der Schneidbrenner auch Leitungen für Zündgas und Heizsauerstoff auf, wobei alle vier Sicherheitselemente des Sicherheitsmoduls gemäß Figur 1 entsprechend angeschlossen sind und genutzt werden.

Beispiel 2 Die Sicherheitseinrichtung ist zum Einbau in die Gasversorgungsinstallation eines Brenners für die thermische Materialbearbeitung geeignet und umfasst

(a) ein mehrfunktionales mit dem Brenner zu verbindendes Sicherheitsmodul, das über einen Modulkörper (1 ) verfügt, welcher eine Gaseinlassseite (16) und eine dem Brenner zugewandte Gasauslassseite (15) aufweist, wobei in den Modulkörper (1 ) integriert sind:

• ein erstes Sicherheitselement (4), das zwischen einem Brenngas- Einlass (4a) und einem Brenngas-Auslass (4b) einen Gaskanal (4c) für Brenngas umfasst, der in eine Brenngasleitung des Brenners mündet, und

• ein zweites Sicherheitselement (3), das zwischen einem Schneidsau- erstoff-Einlass (3a) und einem Schneidsauerstoff-Auslass (3b) einen Gaskanal (3c) für Schneidsauerstoff umfasst, der in eine Schneidsauer- stoffleitung des Brenners mündet,

(b) und ein Verbindungssystem zur Herstellung einer mechanischen Steckverbindung zwischen Brenngas-Auslass (4b) und Brenngasleitung sowie zwischen Schneidsauerstoff-Auslass (3b) und Schneidsauerstoffleitung.

Vorzugsweise ist in den Modulkörper (1 ) weiterhin ein drittes Sicherheitselement (5) integriert, das zwischen einem Heizsauerstoff-Einlass (5a) und einem Heiz- sauerstoff-Auslass (5b) einen Gaskanal (5c) für Heizsauerstoff umfasst, der in eine Heizsauerstoffleitung des Brenners mündet, wobei die mechanische Steckverbindung gleichzeitig zur Verbindung von Heizsauerstoff-Auslass (5b) und Heizsauerstoffleitung dient. Vorzugsweise ist in den Modulkörper (1 ) weiterhin ein viertes Sicherheitselement (2) integriert, das zwischen einem Zündgas-Einlass (2a) und einem Zündgas- Auslass (2b) einen Gaskanal (2c) umfasst, der in eine Zündgasleitung des Brenners mündet, wobei die mechanische Steckverbindung gleichzeitig zur Verbindung von Zündgas-Auslass (2b) und Zündgasleitung dient. Vorzugsweise ist der Modulkörper (1 ) zylinderförmig ausgeführt, und weist eine

Mittelachse (6) auf, um die erstes (4), zweites (3), drittes (5) und viertes (2) Sicherheitselement gleichmäßig verteilt sind.

Vorzugsweise weist der Modulkörper (1 ) eine zwischen Einlassseite (16) und Auslassseite (15) verlaufende Durchgangsbohrung (10) auf, die besonders bevorzugt koaxial zur Mittelachse (6) verläuft. Vorzugsweise ist der Modulkörper zylinderförmig ausgeführt, und weist eine Mittelachse auf, wobei eines der Sicherheitselemente koaxial zur Mittelachse verläuft.

Vorzugsweise umfasst das Verbindungssystem eine Gewindeverbindung mit min- destens zwei Schrauben (12), die sich von der Modulkörper-Einlassseite aus in Gewindebohrungen des Brenners erstrecken.

Vorzugsweise sind das erste Sicherheitselement (4) und das zweite Sicherheitselement (3) als Gasrückschlagsicherung ausgeführt.

Vorzugsweise sind der Brenngas-Auslass (4b) und der Schneidsauerstoff-Auslass (3b) jeweils als eine Innenbohrung aufweisender Auslassstutzen ausgeführt, wobei in die Innenbohrung jeweils eine Gasflussblende einsetzbar ist.

Vorzugsweise umfasst das Verbindungssystem eine Steckverbindung zwischen dem Brenngas-Einlass (4a) und einer Brenngas-Zuleitung sowie eine Steckverbindung zwischen dem Schneidsauerstoff-Einlass (3a) und einer Schneidsauerst- off-Zuleitung.