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EP0280861A1 - Method and device for cutting materials by using a fluid jet - Google Patents

Method and device for cutting materials by using a fluid jet Download PDF

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Publication number
EP0280861A1
EP0280861A1 EP88100857A EP88100857A EP0280861A1 EP 0280861 A1 EP0280861 A1 EP 0280861A1 EP 88100857 A EP88100857 A EP 88100857A EP 88100857 A EP88100857 A EP 88100857A EP 0280861 A1 EP0280861 A1 EP 0280861A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
jet
liquid jet
liquid
abrasive material
abrasive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP88100857A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0280861B1 (en
Inventor
Juergen Uehlin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PRO-REAL PROJEKTIERUNG+REALISIERUNG GmbH
Original Assignee
PRO-REAL PROJEKTIERUNG+REALISIERUNG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PRO-REAL PROJEKTIERUNG+REALISIERUNG GmbH filed Critical PRO-REAL PROJEKTIERUNG+REALISIERUNG GmbH
Priority to AT88100857T priority Critical patent/ATE59324T1/en
Publication of EP0280861A1 publication Critical patent/EP0280861A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0280861B1 publication Critical patent/EP0280861B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/04—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
    • B24C1/045—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass for cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
    • B26F2003/006—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet having a shutter or water jet deflector

Definitions

  • the invention relates first to a method for cutting materials by means of a cutting jet from a liquid which is mixed with abrasive substances, and then also to an apparatus for carrying out the method.
  • a disadvantage of this system is that the abrasive substances accumulate only at the edge areas of the water jet or the substances are only detected and accelerated by the circumference of the water jet. A channel is thus formed in the abrasive material which is sucked in, possibly to be penetrated and made available in the mass. In addition, moist lumps can form in the nozzle which hinder operation.
  • the object of the invention is to achieve considerably higher cutting forces with this separation system while the drive power remains the same, or to obtain larger cutting forces with a reduced drive power, since safety aspects must also be taken into account here.
  • the invention provides that the jet of the liquid and / or the provision of the abrasive material for mixing with the liquid jet is interrupted in a continuous flow.
  • a constant impulse will now hit the workpiece to be cut, and the cutting beam is then mixed with the abrasive material over its entire cross-section (head area).
  • the available water pressure can also be reduced, the drive power, i.e. energy, can be reduced, in any case the risk to be observed from safety aspects when cutting with a water jet, not to mention the manufacturing cost of such a cutting system.
  • the abrasive material could advantageously flow past the liquid jet or flow in and out of the liquid jet, only parts of this then being separated from this abrasive material flow.
  • the liquid jet itself can also be rhythmically interrupted in various ways.
  • To interrupt an object that moves continuously or discontinuously can be moved into the flow path. It is particularly simple if air or steam bubbles are continuously generated in order to interrupt the liquid jet. This is possible, for example, by means of an arc that is briefly generated in the liquid jet.
  • a system for cutting with a liquid jet consists of a pump unit 1, in which the water 2 flowing in without pressure is compressed to a pressure of 4000 bar. The water then passes through a pipeline into a cutting unit 3, which is controlled by a control unit 4. A cutting table 5 is then also arranged in the direction of the water outlet, in which the leaked water is also collected.
  • the cutting unit required here is shown more completely in FIG. 2.
  • the pressurized cutting water emerges from a nozzle 6, which is held in a nozzle body 7 with an adjoining, defined long guide channel 8.
  • the nozzle body 7 is held in a screwable holder 9 in such a way that it can be easily replaced.
  • a perforated disk is rotatably mounted, which is shown in the top view from FIG. 2.1.
  • a turbine wheel instead of the perforated disk 10, a turbine wheel according to FIGS. 2.2 and 2.3 can also be used.
  • the perforated disc must be driven, while the turbine wheel is driven automatically by the inclination of the blades 11 after the cutting beam strikes.
  • the abrasive material is still to be made available further below the perforated disc 10 or the like.
  • a tube 12 is provided in FIG. 2, through which the abrasive material flows continuously.
  • the tube 12 Arranged transverse bore 13 through which the interrupted liquid jet hits the provided abrasive material, takes it along and carries it onto the workpiece 14 to be cut.
  • the abrasive material continuously flows past the interrupted liquid jet.
  • a free abrasive jet can also be directed into the movement path of the liquid jet.
  • the abrasive material flows in continuously, but into a hollow disc 15, which is open at the top for supplying the abrasive material, but is closed in the outer edge area so that the abrasive material builds up there.
  • a hollow disc 15 which is open at the top for supplying the abrasive material, but is closed in the outer edge area so that the abrasive material builds up there.
  • holes 16 in the upper and lower floors similar to the device according to FIG.
  • the liquid jet coming from above is also interrupted mechanically, but with a type of impeller with three or four crosspieces 17, which divides the liquid jet coming along the arrow when the impeller is rotated.
  • the duration of the interruption can be controlled. Only a reduction of the beam is also possible here.
  • the example according to FIG. 6 represents an oscillating pendulum with two inclined surfaces 20 directed towards one another, which are arranged at a distance from one another.
  • the liquid jet hits one of the slants surfaces and thereby causes the pendulum movement of the suspended (not shown) vibrating mass.
  • the frequency of the beam interruption or reduction can be controlled with the distance 21 of the two inclined surfaces 20.
  • FIG. 7 shows examples of interrupting or reducing the liquid jet that work with electricity.
  • a piezo bar is used for this purpose, which oscillates back and forth on electrical activation due to the piezoelectric properties of the crystals used.
  • an electromagnet with alternating current provides for the reciprocating movement of the rotor 24 in accordance with the frequency of the alternating current.
  • an electrically controlled valve (not shown) can also be used in particular to reduce the liquid jet.
  • FIG. 8 shows a completely different interruption of the liquid jet.
  • a unit 25 is switched into the line system of the pressurized water, with which an arc can be generated from tube wall to tube wall. Voltage is thus applied to the poles and an electric arc is generated which instantaneously causes the water flowing through to evaporate. This creates a vapor bubble in the water, which causes the desired jet interruption.

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Abstract

All kinds of material, apart from particularly solid or hard materials such as steel, can be cut with a fine water jet. The cutting efficiency can be increased by adding abrasives to the water. The abrasive speeds attainable are insufficient, however, to sever steel, for example. According to the invention, this is possible, however, when the jet of fluid is interrupted or at least reduced preferably before mixing with the abrasive and only then brought into contact with the abrasive. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Schneiden von Materialien mittels eines Scheidstrahles aus einer Flüssigkeit, die mit Abrasivstoffen vermischt ist, und dann auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates first to a method for cutting materials by means of a cutting jet from a liquid which is mixed with abrasive substances, and then also to an apparatus for carrying out the method.

Es ist bekannt, mittels Wasserstrahl Materialien außer Stahl zu schneiden.Dazu wird z. B. Leitungswasser in Trinkwasserqualität zuf hohen Druck gebracht. Mit einem Druck von etwa 4'000 bar wird das Wasser in eine Düse mit einem kleinen Durchmesser von etwa 0,15 mm gedrückt. Die Austrittsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles ist dann etwa 700 m/sec. Nach relativ kurzer Flugstrecke von einem cm beginnt sich der Strahl aufzulösen. Durch Luftreibung wird der äußere Strahlmantel in kleine Wirbelstrecken zerlegt und in einzelne Tröpfchen aufgeteilt. Diese einzelnen Tröpfchen sind für die "Zerstö­rungsleistung" des Wasserstrahls verantwortlich. Sie bringen eine dreimal höhere Energieabgabe an die Auftreffstelle. Wenn der Abstand Düse-Trennstelle größer wird, z. B. 5 cm, sind die einzelnen Tröpf­chen nicht mehr in der Lage, viel Arbeit zu leisten, da ihre Ge­schwindigkeit jetzt schon zu gering ist.It is known to cut materials other than steel by means of a water jet. B. Tap water in drinking water quality brought to high pressure. At a pressure of around 4,000 bar, the water is pressed into a nozzle with a small diameter of around 0.15 mm. The exit velocity of the liquid jet is then about 700 m / sec. After a relatively short flight distance of one cm, the beam begins to dissolve. The outer jet jacket is broken down into small vortex sections by air friction and divided into individual droplets. These individual droplets are responsible for the "destructive power" of the water jet. They bring three times more energy to the point of impact. If the distance between the nozzle and the separation point increases, e.g. B. 5 cm, the individual droplets are no longer able to do a lot of work, since their speed is already too low.

Es ist durch die DE-OS 29 28 698 bekannt, die Trennleistung des Was­serstrahls durch Zugabe von Abrasivstoffen zu erhöhen. Die dazu vorgeschlagene Düse arbeitet nach dem Wasserstrahlpumpensystem, wobei der Unterdruck aufgrund des durch eine Mischkammer strömenden Wasserstrahls den Abrasivstoff ansaugt. Die Abrasivstoffe werden in der Mischkammer beschleunigt und geben ihre kinetische Energie an der Auftreffstelle ab. Selbst ein harter Werkstoff wie Stahl kann auf diese Weise geschnitten werden.It is known from DE-OS 29 28 698 to increase the separation efficiency of the water jet by adding abrasives. The nozzle proposed for this works according to the water jet pump system, the negative pressure sucking in the abrasive material due to the water jet flowing through a mixing chamber. The abrasive substances are accelerated in the mixing chamber and release their kinetic energy at the point of impact. Even a hard material like steel can be cut in this way.

Nachteilig an diesem System ist, daß die Abrasivstoffe sich lediglich an den Randbereichen des Wasserstrahls anreichern bzw. die Stoffe lediglich durch den Umfang des Wasserstrahls erfaßt und beschleunigt werden. Es bildet sich also ein Kanal in dem angesaugten, ggf. zu durchdringenden und in der Masse bereitgestellten Abrasivstoff. Außerdem können sich feucht Klumpen in der Düse bilden, die den Betrieb behindern.A disadvantage of this system is that the abrasive substances accumulate only at the edge areas of the water jet or the substances are only detected and accelerated by the circumference of the water jet. A channel is thus formed in the abrasive material which is sucked in, possibly to be penetrated and made available in the mass. In addition, moist lumps can form in the nozzle which hinder operation.

Die Beigabe von Abrasivstoffen ins Druchwasser hat den Nachteil, daß die Rohrleitungen und die Düse durch dauerndes Schleifen zerstört werden. Deshalb wurde vorgeschlagen, die Stoffe hinter der Düse dem Strahl beizugeben. Um eine hohe Schnittleistung zu erreichen, muß aber die Aufprallenergie hoch sein. Diese hängt direkt von der Masse der Partikel und deren Geschwindigkeit ab. Bei dem bekannten System liegt die erreichbare Geschwindigkeit der Abrasivstoffe bei 130 bis 50 m/sec. Dieser niedrige Wert kann auf die herkömmliche Weise nicht mehr erhöht werden.The addition of abrasive substances to the water has the disadvantage that the pipes and the nozzle are destroyed by constant grinding. It was therefore proposed to add the substances behind the nozzle to the jet. To achieve a high cutting performance, the impact energy must be high. This depends directly on the mass of the particles and their speed. In the known system, the achievable speed of the abrasive materials is 130 to 50 m / sec. This low value can no longer be increased in the conventional way.

Ausgehend von dem Verfahren anfangs genannter Art, liegt der Erfin­dung die Aufgabe zugrunde, mit diesem Trennsystem bei gleichblei­bender Antriebsleistung erheblich höhere Schneiderkräfte zu erzielen oder mit verminderter Antriebsleistung dennoch größere Schneidkräfte zu bekommen, da hier auch Sicherheitsaspekte zu berücksichtigen sind.On the basis of the method mentioned at the beginning, the object of the invention is to achieve considerably higher cutting forces with this separation system while the drive power remains the same, or to obtain larger cutting forces with a reduced drive power, since safety aspects must also be taken into account here.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Strahl der Flüssigkeit und/oder die Zur-Verfügung-Stellung des Abrasivstoffes zum Vermischen mit dem Flüssigkeitsstrahl im kontinu­ierlichen Fluß unterbrochen wird. Ein gleicher ggf. etwas schwächerer Effekt tritt ein, wenn statt der Unterbrechung des kontinuierlichen Flusses dieser nur kurzzeitig reduziert wird. Jedenfalls wird jetzt ein ständiger Impuls das zu schneidende Werkstück treffen, und zwar ist dann der Schneidstrahl über seinen ganzen Querschnitt (Kopfbereich) mit dem Abrasivstoff vermischt. Diese bewirkt bei gleichbleibender Strahlaustrittsgeschwindigket eine erheblich höhere Leistung des Schneidstrahls. Mit diesem starken Impuls kann jetzt schneller ein dickeres Werkstück und sogar Stahl einfacher geschnitten werden. Für den Fall, daß weichere Werkstücke behandelt werden sollen, kann aber auch der zur Verfügung gestellte Wasserdruck erniedrigt werden, die Antriebsleistung, sprich Energie, kann vermindert werden, jedenfalls erniedrigt sich die aus Sicherheitsaspekten zu beachtende Gefahr beim Schneiden mit Wasserstrahl, ganz zu schweigen von den Herstellungs­kosten einer solchen Schneidanlage.To achieve the object, the invention provides that the jet of the liquid and / or the provision of the abrasive material for mixing with the liquid jet is interrupted in a continuous flow. The same, possibly somewhat weaker effect occurs if, instead of interrupting the continuous flow, it is only reduced for a short time. In any case, a constant impulse will now hit the workpiece to be cut, and the cutting beam is then mixed with the abrasive material over its entire cross-section (head area). This results in a significantly higher output of the cutting beam with the same beam exit speed. With this strong impulse, one can now move faster thicker workpiece and even steel can be cut more easily. In the event that softer workpieces are to be treated, the available water pressure can also be reduced, the drive power, i.e. energy, can be reduced, in any case the risk to be observed from safety aspects when cutting with a water jet, not to mention the manufacturing cost of such a cutting system.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf vielfältige Weise durchführen. Der Abrasivstoff könnte mit Vorteil quer zum Flüssig­keitsstrahl vorbeifließen bzw. dem Flüssigkeitstrahl zu- und von diesem abströmen, wobei von diesem Abrasivstoffstrom dann nur Teile abgetrennt werden.This method according to the invention can be carried out in a variety of ways. The abrasive material could advantageously flow past the liquid jet or flow in and out of the liquid jet, only parts of this then being separated from this abrasive material flow.

Es ist auch sinnvoll, den Abrasivstoff kontinuierlich gegen ein Hindernise strömen zu lassen, damit er sich dort in dünner Schicht ablagert und von dort diskontinuierlich durch den Flüssigkeitsstrahl schlagartig beschleunigt wird.It also makes sense to let the abrasive flow continuously against an obstacle, so that it deposits there in a thin layer and from there is abruptly accelerated suddenly by the liquid jet.

Der Flüssigkeitsstrahl selbst kann ebenfalls auf verschiedenen Wegen rhythmisch unterbrochen werden. Zum Unterbrechen kann ein Gegen­stand, der sich kontinuierlich oder diskontinuierlich bewegt, in die Fließbahn bewegt werden. Besonders einfach ist es, wenn zum Unterbrechen des Flüssigkeitsstrahls in diesem fortlaufend Luft- oder Dampfblasen erzeugt werden. Dies ist z B. mittels eines kurzzeitig im Flüssigkeitsstrahl erzeugten Lichtbogens möglich.The liquid jet itself can also be rhythmically interrupted in various ways. To interrupt, an object that moves continuously or discontinuously can be moved into the flow path. It is particularly simple if air or steam bubbles are continuously generated in order to interrupt the liquid jet. This is possible, for example, by means of an arc that is briefly generated in the liquid jet.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen eingehend beschrieben. Es wird hier auf diese Ausführungen Bezug genommen. Es zeigen:

  • Fig. 1 in prinzipmäßiger Darstellung eine Flüssigkeitsstrahl-­Schneideinrichtung,
  • Fig. 2 in vergrößerter Darstellung die Austrittsstelle des Flüssig­keitstrahls aus der Düse und die Mischstation mit dem Abrasivstoff,
  • Fig. 3 ein Beispiel wie der Flüssigkeitsstrahl unterbrochen und gleich anschließend mit dem Abrasivstoff vermischt werden kann,
  • Fig. 4-6 Vorrichungen, mit denen der Flüssigkeitsstrahl mechanisch unterbrochen werden kann,
  • Fig. 7-9 Vorrichtungen, mit denen der Flüssigkeitsstrahl mit elektri­scher Energie unterbrochen werden kann.
The device for carrying out the method is described in detail with the aid of exemplary embodiments. Reference is made here to these statements. Show it:
  • 1 is a schematic representation of a liquid jet cutting device,
  • 2 is an enlarged view of the exit point of the liquid jet from the nozzle and the mixing station with the abrasive material,
  • 3 shows an example of how the liquid jet can be interrupted and then immediately mixed with the abrasive,
  • 4-6 devices with which the liquid jet can be interrupted mechanically,
  • Fig. 7-9 devices with which the liquid jet can be interrupted with electrical energy.

Eine Anlage zum Schneiden mit Flüssigkeitstrahl besteht aus einer Pumpeneinheit 1, in der das drucklos zufließende Wasser 2 auf einen Druck von 4000 bar verdichtet wird. Durch eine Rohrleitung gelangt dann das Wasser in eine Schneideinheit 3, die von einer Steuereinheit 4 kontrolliert wird. In Richtung des Wasseraustitts ist dann noch ein Schneidtisch 5 angeordnet, in dem auch das ausgetretene Wasser aufgefangen wird.A system for cutting with a liquid jet consists of a pump unit 1, in which the water 2 flowing in without pressure is compressed to a pressure of 4000 bar. The water then passes through a pipeline into a cutting unit 3, which is controlled by a control unit 4. A cutting table 5 is then also arranged in the direction of the water outlet, in which the leaked water is also collected.

Die hier notwendige Schneideinheit ist in Fig. 2 vollständiger dargestellt. Das unter Druck gesetzte Schneidwasser tritt aus einer Düse 6 aus, die in einem Düsenkörper 7 mit einem sich anschließen­den, definiert langen Führungskanal 8 gehalten ist. Der Düsenkörper 7 ist in einer verschraubbaren Halterung 9 derart gehalten, daß er leicht ausgewechselt werden kann. Unterhalb des Führungskanals 8 ist eine Lochscheibe drehbar gelagert, die in der Draufsicht aus Fig. 2.1 hervorgeht. Statt der Lochscheibe 10 kann auch ein Turbinenrad gemäß Fig. 2.2 und 2.3 Anwendung finden. Die Lochscheibe muß angetrieben sein, wärend das Turbinenrad durch die Schrägstellung der Schaufeln 11 nach Auftreffen des Schneidstrahles selbsttätig angetrieben wird.The cutting unit required here is shown more completely in FIG. 2. The pressurized cutting water emerges from a nozzle 6, which is held in a nozzle body 7 with an adjoining, defined long guide channel 8. The nozzle body 7 is held in a screwable holder 9 in such a way that it can be easily replaced. Below the guide channel 8, a perforated disk is rotatably mounted, which is shown in the top view from FIG. 2.1. Instead of the perforated disk 10, a turbine wheel according to FIGS. 2.2 and 2.3 can also be used. The perforated disc must be driven, while the turbine wheel is driven automatically by the inclination of the blades 11 after the cutting beam strikes.

Weiter unterhalb der Lochscheibe 10 od. dgl. ist noch der Abrasivstoff zur Verfügung zu stellen. In Fig. 2 ist dazu lediglich ein Rohr 12 vorgesehen, das kontinuierlich von den Abrasivstoff durchflossen ist. In Höhe des Führungskanals 8, an dem auch die Löcher der Lochscheibe 10 vorbeifliegen, ist auch in dem Rohr 12 eine Querbohrung 13 angeordent, durch die der unterbrochene Flüssigkeits­strahl auf den bereitgestellten Abrasivstoff stößt, ihn mitnimmt und auf das zu schneidende Werkstück 14 trägt. An der Stelle des Austritts des Flüssigkeitsstrahls aus dem Rohr 12 ist es zweckmäßig, den Strahl noch einmal durch eine Düse 13ʹ zu bündeln.The abrasive material is still to be made available further below the perforated disc 10 or the like. For this purpose, only a tube 12 is provided in FIG. 2, through which the abrasive material flows continuously. At the level of the guide channel 8, at which the holes of the perforated disk 10 also fly past, there is also one in the tube 12 Arranged transverse bore 13 through which the interrupted liquid jet hits the provided abrasive material, takes it along and carries it onto the workpiece 14 to be cut. At the point of exit of the liquid jet from the tube 12, it is expedient to concentrate the jet again through a nozzle 13ʹ.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 fließt also der Abrasivstoff kontinuierlich am unterbrochenen Flüssigkeitsstrahl vorbei. Statt eines Rohres 12 kann auch ein freier Abrasivstoffstrahl in die Bewegungs­bahn des Flüssigkeitsstrahls gerichtet sein. Nach dem Beispiel nach Fig. 3 fließt der Abrsivstoff zwar kontinuierlich zu, aber in eine Hohlscheibe 15, die oben zur Zuführung des Abrasivstoffes offen, im äußeren Randbereich aber geschlossen ist, damit sich der Abrasivstoff dort aufstaut. In diesem Randbereich sind dann ähnlich der Vorrichtung nach Fig. 2.1 Löcher 16 im Ober- und Unterboden, durch die der Flüssigkeitsstrahl wie oben beschrieben treten soll.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the abrasive material continuously flows past the interrupted liquid jet. Instead of a tube 12, a free abrasive jet can also be directed into the movement path of the liquid jet. According to the example according to FIG. 3, the abrasive material flows in continuously, but into a hollow disc 15, which is open at the top for supplying the abrasive material, but is closed in the outer edge area so that the abrasive material builds up there. In this edge region there are holes 16 in the upper and lower floors similar to the device according to FIG.

Mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird der von oben kommende Flüssigkeitsstrahl auch mechanisch unterbrochen, aber mit einem Art Laufrad mit drei oder vier Querstegen 17, die beim Drehen des Laufrades den entlang des Pfeiles kommenden Flüssigkeitsstrahl zerteilt. Je nach Austrittstelle des Flüssigkeitsstrahles über die Länge des Radius des Laufrades, das selbstverständlich auch mit unter­schiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden kann, kann die Dauer der Unterbrechung gesteuert werden. Hier ist auch lediglich eine Reduzierung des Strahles möglich.4, the liquid jet coming from above is also interrupted mechanically, but with a type of impeller with three or four crosspieces 17, which divides the liquid jet coming along the arrow when the impeller is rotated. Depending on the point of exit of the liquid jet over the length of the radius of the impeller, which can of course also be driven at different speeds, the duration of the interruption can be controlled. Only a reduction of the beam is also possible here.

Das zu dem Beispiel nach Fig. 4 Gesagte gilt auch für das Beispiel nach Fig. 5, nach dem für die Unterbrechung oder Reduzierung des Flüssigkeitsstrahles statt der Querstäbe 17 Speichen 18 vorgesehen sind, die in den Flüssigkeitsstrahl reichen. Auch dieses Rad kann mit oder ohne Eigenantrieb umlaufen, ggf. auch gebremst werden.The statements made regarding the example according to FIG. 4 also apply to the example according to FIG. 5, according to which spokes 18 which extend into the liquid jet are provided instead of the cross bars 17 for the interruption or reduction of the liquid jet. This wheel can also rotate with or without self-propulsion, and can also be braked if necessary.

Das Beispiel nach Fig. 6 stellt ein Schwingpendel dar mit zwei zueinander gerichteten Schrägflächen 20, die mit Abstand voneinander angeordnet sind. Der Flüssigkeitsstrahl trifft auf eine der Schräg­ flächen und bewirkt dadurch die Pendelwegung der aufgehängten (nicht dargestellt) Schwingmasse. Mit dem Abstand 21 der beiden Schrägflächen 20 kann die Frequenz der Strahlunterbrechung oder -reduzierung gesteuert werden.The example according to FIG. 6 represents an oscillating pendulum with two inclined surfaces 20 directed towards one another, which are arranged at a distance from one another. The liquid jet hits one of the slants surfaces and thereby causes the pendulum movement of the suspended (not shown) vibrating mass. The frequency of the beam interruption or reduction can be controlled with the distance 21 of the two inclined surfaces 20.

In den Fig. 7 - 8 sind Beispiele zur Unterbrechung oder Reduzierung des Flüssigkeitsstrahles gezeigt, die mit Elektrizität arbeiten. Bei Fig. 7 dient dazu ein Piezobalken, der aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften der verwendeten Kristalle bei elektrischer Aktivierung hin- und herschwingt. Ähnliches gilt für das Beispiel nach Fig. 9, wo ein Elektromagnet mit Wechselstrom zum Hin- und Herbewegen des Rotors 24 entspechend der Frequenz des Wechselstromes sorgt. Selbstverständlich kann insbesondere zu Reduzierung des Flüssigkeits­strahls auch ein elektrisch gesteuertes, nicht dargestelltes Ventil zur Anwendung gelangen.7-8 show examples of interrupting or reducing the liquid jet that work with electricity. In FIG. 7, a piezo bar is used for this purpose, which oscillates back and forth on electrical activation due to the piezoelectric properties of the crystals used. The same applies to the example according to FIG. 9, where an electromagnet with alternating current provides for the reciprocating movement of the rotor 24 in accordance with the frequency of the alternating current. Of course, an electrically controlled valve (not shown) can also be used in particular to reduce the liquid jet.

Eine ganz anders erzeugt Unterbrechung des Flüssigkeitsstrahles offenbart die Fig. 8. Danach ist in das Leitungssystem des unter Druck gesetzten Wassers eine Einheit 25 geschaltet, mit der ein Lichtbogen von Rohrwand zu Rohrwand erzeugt werden kann. Es wird also Spannung an die Pole angelegt, und durch Elektrizität ein Lichtbogen erzeugt, der augenblicklich das hier durchströmende Wasser zum Verdampfen bringt. Damit bildet sich im Wasser eine Dampfblase, die die gewünschte Strahlunterbrechung bewirkt.FIG. 8 shows a completely different interruption of the liquid jet. Thereafter, a unit 25 is switched into the line system of the pressurized water, with which an arc can be generated from tube wall to tube wall. Voltage is thus applied to the poles and an electric arc is generated which instantaneously causes the water flowing through to evaporate. This creates a vapor bubble in the water, which causes the desired jet interruption.

Claims (28)

1. Verfahren zum Schneiden von Materialien mittels eines Schneid­strahles aus einer Flüssigkeit, die mit Abrasivstoffen vermischt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl der Flüssigkeit und/­oder die Zur-Verfügung-Stellung des Abrassivstoffes zum Vermi­schen mit dem Flüssigkeitstrahl im kontinuierlichen Fluß unter­brochen wird.1. A method for cutting materials by means of a cutting jet from a liquid which is mixed with abrasive materials, characterized in that the jet of the liquid and / or the provision of the abrasive material for mixing with the liquid jet is interrupted in a continuous flow. 2. Verfahren zum Schneiden von Materialien mittels eines Schneid­strahles aus einer Flüssigkeit, die mit Abrasivstoffen vermischt ist, dadurch gkennzeichnet, daß der Strahl der Flüssigkeit und/oder die Zur-Verfügung-Stellung des Abrasivstoffes zum Vermischen mit dem Flüssigkeitsstrahl im kontinuierlichen Fluß kurzzeitig reduziert wird.2. Method for cutting materials by means of a cutting jet from a liquid which is mixed with abrasive substances, characterized in that the jet of the liquid and / or the provision of the abrasive material for mixing with the liquid jet in the continuous flow is briefly reduced . 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl der Flüssigkeit vor dem Vermischen mit dem Abrasiv­stoff unterbrochen oder reduziert wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the jet of the liquid is interrupted or reduced before mixing with the abrasive. 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrahl unterbrochen oder reduziert wird und die Kopf­fläche des unterbrochenen oder reduzierten Strahls den in dünner Schicht bereitgestellten Abrasivstoff trifft und schlagartig be schleunigt.4. The method according to claim 1-3, characterized in that the liquid jet is interrupted or reduced and the top surface of the interrupted or reduced jet meets the abrasive material provided in a thin layer and suddenly accelerates be. 5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abrasivstoff kontinuierlich quer zum Flüssigkeitsstrahl vorbeifließt bzw. dem Flüssigkeitsstrahl zu- und von diesem abströmt und von diesem Abrasivstoff jeweils nur Teile abgetrennt werden.5. The method according to claim 1-4, characterized in that the abrasive material flows continuously transversely to the liquid jet or the liquid jet flows in and out of this and only parts of this abrasive material are separated. 6. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abrasivstoff kontinuierlich gegen ein Hindernis strömt, sich dort in dünner Schicht ablagert und von dort diskontinuierlich durch den Flüssigkeitsstrahl schlagartig beschleunigt wird.6. The method according to claim 1-4, characterized in that the abrasive material flows continuously against an obstacle, deposits there in a thin layer and from there discontinuously is suddenly accelerated by the liquid jet. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abrasivstoff kontinuierlich durch Zentrifugalkraft einer Stelle zufließt, von der er diskontinuierlich mittels des Flüssigkeits­strahls entfernt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the abrasive material flows continuously by centrifugal force to a point from which it is discontinuously removed by means of the liquid jet. 8. Verfahren nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterbrechen oder Reduzieren des Flüssigkeitstrahls ein Gegenstand in die Fließbahn bewegt wird.8. The method according to claim 1-7, characterized in that an object is moved into the flow path to interrupt or reduce the liquid jet. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Geganstand sich kontinuierlich bewegt.9. The method according to claim 8, characterized in that the object moves continuously. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand sich diskontinuierlich bewegt.10. The method according to claim 8, characterized in that the object moves discontinuously. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterbrechen oder Reduzieren des Flüssigkeitsstrahles in diesem fort laufend Luft- oder Dampfblasen erzeugt werden.11. The method according to claims 1-7, characterized in that to interrupt or reduce the liquid jet continuously air or vapor bubbles are generated in this. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfblasen durch Energiezuführung wie mittels Elektrizität bei der Lichtbogenerzeugung erzeugt werden.12. The method according to claim 11, characterized in that the vapor bubbles are generated by supplying energy such as by means of electricity in the arc generation. 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12 mit einer Düse für den Durchtritt eines feinen Flüssigkeitsstrahles, mit einer dieser Düse vorgeord­neten Einrichtung zur Erzeugung eines hohen Flüssigkeitsdruckes und mit einer weiteren der Düse nachgeordneten Einrichtung zum Vermischen des Flüssigkeitsstrahles mit dem Abrasivstoff, dadurch gekennzeichnet, daß zur periodischen Unterbrechung oder Reduzie­rung des Querschnitts des Flüssigkeitsstrahls kurzzeitig ein Gas (Fig. 2) oder ein Gegenstand (Fig. 2 - 7, 9) in die Bewegungs­bahn des Strahles bewegbar und unterhalb der Bewegungsbahn des unterbrochenen oder reduzierten Strahls eine von dem Strahl zu durchdringende Schicht des Abrasivstoffes angeordnet ist.13. An apparatus for performing the method according to one or more of claims 1-12 with a nozzle for the passage of a fine liquid jet, with a device upstream of this nozzle for generating a high liquid pressure and with a further device downstream of the nozzle for mixing the liquid jet with the abrasive material, characterized in that for the periodic interruption or reduction of the cross section of the liquid jet, a gas (FIG. 2) or an object (FIGS. 2 - 7, 9) can be moved briefly into the path of movement of the jet and below the path of movement of the interrupted or reduced A layer of the abrasive material to be penetrated by the beam is arranged. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des Abrasivstoffes in einem von dem Stoff kontinuierlich durchflossenen Rohr (12), Schlauch od. dgl. angeordnet ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the layer of abrasive material in a tube (12), hose or the like through which the material flows continuously is arranged. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des Abrasivstoffes in einer Kammer (15) angeordnet ist.15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the layer of abrasive material is arranged in a chamber (15). 16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) od. dgl. oder die Kammer (15) zum Druchtritt des Flüssigkeitsstrahles quer durchlocht (13, 16) ist.16. The apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that the tube (12) or the like. Or the chamber (15) for the passage of the liquid jet is perforated transversely (13, 16). 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahlunterbrechung eine drehbar gelagerte, am Außenumfang mit Durchtrittslöchern (16) versehene Lochscheibe (15) vorgesehen ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that a rotatably mounted, provided on the outer circumference with through holes (16) perforated disc (15) is provided for interrupting the beam. 18. Vorrichtung nach Anspruch 15 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einer drehbar gelagerten kreisrunden Hohlscheibe (15) besteht, die im funktionell äußeren Randbereich eine radial außen und oben und unten geschlossene Ringkammer (15) aufweist und über den Umfang der Hohlscheibe die obere und untere Wan­dung der Ringkammer mit die Hohlscheibe quer durchstoßenden Löchern (16) für den Durchtritt des Flüssigkeitsstrahls versehen ist.18. The apparatus according to claim 15 - 17, characterized in that the chamber consists of a rotatably mounted circular hollow disc (15) which has a radially outer and top and bottom closed annular chamber (15) in the functionally outer edge region and over the circumference of the hollow disc the upper and lower walls of the annular chamber are provided with holes (16) which penetrate the hollow disk transversely for the passage of the liquid jet. 19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzichnet, daß zur Strahlunterbrechung über die Länge der Düse oder in der Zu­führung vor der Düse Elektroden (25) zur Zuleitung von Elektri­zität zur Lichtbogenerzeugung angeordnet sind.19. The apparatus according to claim 13, characterized gekennzichnet that electrodes (25) for supplying electricity for arc generation are arranged to interrupt the beam over the length of the nozzle or in the feed in front of the nozzle. 20. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennziechnet, daß zur Strahlunterbrechung oder -reduzierung in der Bewegungsbahn des Flüssigkeitsstrahls ein Laufrad (Fig. 5) angeordnet ist.20. The apparatus according to claim 13, characterized in that an impeller (Fig. 5) is arranged to interrupt or reduce the jet in the path of movement of the liquid jet. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Laufrades (Fig. 5) senkrecht zum Flüssigkeitsstrahl ausgerichtet ist.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the axis of the impeller (Fig. 5) is aligned perpendicular to the liquid jet. 22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Laufrades, wie z. B. ein Turbinenrad (11), parallel zum Flüssigkeitstrahl ausgerichtet ist.22. The apparatus according to claim 20, characterized in that the axis of the impeller, such as. B. a turbine wheel (11) is aligned parallel to the liquid jet. 23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (10,11,15, Fig. 4, 5) mit einem Eigenantrieb versehen ist.23. The device according to claim 21 or 22, characterized in that the impeller (10,11,15, Fig. 4, 5) is provided with its own drive. 24. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahlunterbrechung oder -reduzierung ein Schwingkörper (Fig. 6) periodisch in die Bewegungsbahn des Flüssigkeitsstrahls bewegbar ist.24. The device according to claim 13, characterized in that an oscillating body (Fig. 6) is periodically movable in the path of movement of the liquid jet to interrupt or reduce the beam. 25. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahlunterbrechung oder -reduzierung ein elektrisch in Bewegung versetzter Schwingbalken (22) (piezoelektrizität) vergesehen ist.25. The device according to claim 13, characterized in that an electrically set oscillating beam (22) (piezoelectricity) is provided to interrupt or reduce the beam. 26. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahlunterbrechnung ein frequentiell aktivierter Elektromagnet (23) vorgesehen ist.26. The apparatus according to claim 13, characterized in that a frequently activated electromagnet (23) is provided for interrupting the beam. 27. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahlreduzierung ein Ventil vorgesehen und kurzzeitig dessen Schließmechanismus aktiviert ist.27. The apparatus according to claim 13, characterized in that a valve is provided for beam reduction and the closing mechanism is briefly activated. 28. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stahlunterbrechung oder -reduzierung eine Vielkolbenpumpe vorge­sehen ist, mit der der Volumenstrom der Flüssigkeit oder des Abrasivstoffes kurzzeitig unterbrechbar ist.28. The apparatus according to claim 13, characterized in that a multi-piston pump is provided for steel interruption or reduction, with which the volume flow of the liquid or the abrasive can be briefly interrupted.
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