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Vorrichtung zur Entfernung von Metall von der Oberfläche von Metallkörpern, wie Stahlknüppeln mittels Oxydationsgasströmen.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Schälung von Metallkörpern mittels eines Stromes von Oxydationsgas und insbesondere auf eine Düsenanordnung, um Heiz-und Oxydationsgasstrahlen gegen die Oberfläche eines zu schälenden Metallkörpers zu richten.
Oberflächenmetall wird von halbfertigen Metallkörpern, wie Stahlknüppeln, Blöcken, Platten u. dgl. entfernt, um die darin enthaltenen Fehlerstellen zu beseitigen und ihre Oberflächen zu verbessern. Diese Entfernung von Oberflächenmetall kann auf thermochemischen Wege mittels eines
Oxydationsgasstromes durchgeführt werden, der gegen die zu schälende Oberfläche'gerichtet wird, wenn sie Zündtemperatur aufweist. Die zur Vorwärmung notwendige Wärme wird durch eine mit dem Oxydationsgasstrom verbundene Heizflamme bewirkt. Eine oder mehrere derartiger Düsen werden zur. geeigneten Anwendung von Heizflammen und Oxydationsgas verwendet.
Um das Verfahren wirtschaftlieh und wirksam durchzuführen, ist es wichtig, dass die Düsen so ausgebildet und so angebracht sind, dass sie schnell und zuverlässig in Arbeitsstellung gebracht bzw. aus ihr entfernt werden können. Ferner soll die Breite des Schälgasstromes und der Flammen mit der Breite der zu behandelnden Oberfläche übereinstimmen. Die Gaszufuhr soll ferner schnell angestellt werden, wenn ein Arbeitsgang beginnt und ebenso schnell bei seiner Beendigung abgesperrt werden.
Die wichtigsten Merkmale der Erfindung sind : Eine Vorrichtung mit Düsen, welche eine wirtschaftliche und wirksame Schalung ermöglicht ; eine mit Düsen versehene Vorrichtung, in der jede einzelne Düseneinheit leicht, schnell und zuverlässig in Arbeitsstellung gebracht und aus ihr entfernt werden kann ; selbsttätige Mittel, welche die Gasströme anschalten bzw. absperren, wenn der Düsensatz in Arbeitsstellung gebracht oder aus ihr entfernt wird. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein Mechanismus, welcher eine seitliche und vertikale Einstellung der Brenner relativ zu der zu bearbeitenden Oberfläche ermöglicht und der die Düse aus ihrer Stellung bewegt, wenn die Düse auf ein Hindernis auftrifft.
Die neue Vorrichtung kann ferner sehr leicht zur Schälung von metallischen Oberflächen verschiedener Breite eingestellt werden.
Zu diesem Zweck besitzt die Vorrichtung gemäss der Erfindung einen oder mehrere Brenner, welche geeignet sind, einen Strom eines oxydierenden Gases gegen die Oberfläche eines Metallkörpers zu richten. Der Brenner ist an einem Träger befestigt, gegen den er begrenzt beweglich ist. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Brenneranordnung gemäss der Erfindung, Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 ein Vertikalschnitt eines Teiles des Brennerträgers nach der Linie 777-777 der Fig. 2, Fig. 4 ein Vertikalschnitt der Linie IV-IV von Fig. 2, welcher einen Teil des Mechanismus in einer Stellung zeigt, bei der eine der Brennereinheiten aus der Arbeitsstellung heraus bewegt ist. Fig. 5 ist ein Horizontalschnitt eines Teiles der Vorrichtung nach der Linie V-V der Fig. 3.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, wie eine Mehrzahl von Brennerdüsen, um einen Strom oxydierenden Gases mit oder ohne Heizflamme gegen die Oberfläche eines metallischen Körpers, wie eines Stahlknüppels zu richten, um eine Schicht von Metall von ihr zu entfernen. Jede Düse wird vorzugsweise von einer gesonderten Brennereinheit getragen, welche für sich an einem für
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Breite des Schälgäsströmes und der Flamme zu ändern und'schliesslich'ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass jeder Brenner fur sich ausweichen'kann, wenn'die Düse auf ein Hindernis trifft.
Die neue Brenneranordnung besteht aus einer Reihe von Brennereinheiten B, welche für sich gesondert auf einem'geeigneten Träger, z. B. einen Rahmen'K befestigt sind und für sich mit dem Ventilkasten V verbunden, durch den Azetylenheizsauerstoff, Schälsauerstoff und gegebenenfalls Kühlwasser den Brennereinheiten zugeführt wird. Jede Einheit ist mit dem Rahmen K durch ein Gliedersystem L in"der Weise verbunden, dass jede Einheit in senkrechter Richtung eingestellt werden kann und die seitliche Winkeleinstellung aller Einheiten gemeinsam erfolgt. Der Rahmen K lässt sich heben oder senken bzw. in seitlicher Richtung gegen das Werkstück, z. B. den Knüppel P, der von dem Tisch T unterhalb des Apparates getragen wird, bewegen, was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
Die Anzahl der notwendigen Einheiten hängt von der Breite der zu schälenden Oberfläche ab.
Der Tisch oder Träger T, auf dem eine oder mehrere Stahlknüppel sich befinden, kann durch geeignete nicht dargestellte Vorrichtungen gegen die im wesentlichen in Ruhe befindliehen Brennersätze bewegt werden. Umgekehrt kann auch der Rahmen K, der die Brennersätze trägt, gegen die Knüppel bewegt werden.
Die Brennereinheiten B sind an dem Rahmen K durch das Gliedersystem L mittels der Ohren 10 und11 befestigt, welche sich an der Vorderseite des oberen Teiles des Rahmens K befinden und horizontale
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senkrechten Kanten der Klappe 15 angeordnet. Bolzen 21 sind in den Löchern 19 und 20 eingesetzt und erstrecken sich über die Vorsprünge 17 und 18 hinaus. Ein U-förmiges Haupttragglied 22 dient zum Tragen aller Brennereinheiten. Es besitzt zwei Ohren 23, 24 mit senkrechten Löchern 25 und 26,
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Löcher 25 und 26 hindurchgeführt werden. Der Träger 22 ist auf diese Weise auf der Klappe 15 befestigt und kann um die Achsen der Bolzen 26 in horizontaler Richtung bewegt werden.
Der Träger 22 ist mit zwei Kreuzstücken 27 und 28 versehen, welche sich übereinander vollständig über den Boden des U-förmigen Trägers erstrecken. Wie in Fig. 2 zu sehen, besitzt das Kreuzstück 27 eine Reihe von sich nach Innen erstreckenden senkrechten Nuten 29 und eine Reihe nach vorn ragender Arme 30 zwischen diesen Nuten. Koaxiale Löcher 31 erstrecken sich durch alle Arme 30, in sie passt ein annähernd horizontaler Bolzen 32. Ähnlichen Nuten in dem unteren Kreuzstück 28 ist eine Gruppe von Armen mit koaxialen Löchern 33 zugeordnet, in die der horizontale Bolzen-M passt.
Eine Reihe von Verbindungsgliedern 35, von denen je ein Ende in einer Nut zwischen zwei benachbarten Armen angeordnet ist, werden durch den Bolzen 32 im oberen Kreuzstück 27 und einer Reihe von Gliedern 36 mittels des Bolzens 34 im unteren Kreuzstück 28 gehalten.
Die vorderen Enden der Verbindungsglieder 35 sind mit Bolzen in den Ohren-37 befestigt, welche den oberen Teil der senkrecht angeordneten Stange 38 bilden. Die vorderen Enden der Glieder 36 sind in ähnlicher Weise an den Ohren 39 am unteren Ende der Stangen 38 befestigt. Ein oberes Verbindungsglied 35 und ein unteres 36 sind unmittelbar benachbart an derselben Stange befestigt. Auf diese Weise sind eine Reihe von Stangen 38 für sich durch ein oberes und unteres Verbindungsglied an dem Träger 22 befestigt. Da die Verbindungsglieder 35 und 36 jedes Paares parallel zueinander und von gleicher Länge sind, bleibt die Stange 38 mit der sie verbunden sind, senkrecht und parallel zum Träger unabhängig von der Winkelstellung der Verbindungsglieder.
Die Düsen N werden jede für sich durch gesonderte Brennerköpfe 40 getragen, durch welche sie mit Sauerstoff und einer Mischung von Azetylen und Heizsauerstoff für die Heizflamme versorgt werden. Die Brennerköpfe sind sehr schmal ausgebildet, damit die Düsen dicht beieinander angeordnet werden können und die verschiedenen Schälgasströme einen einzigen breiten Strom umgeben von Heizflammen bilden (Fig. 2).. Jeder Brennerkopf 40 ist für sich an einer Stange 38 mittels Stützen 41 und 42 befestigt, welche oben und unten an der Rückseite des Kopfes 40 befestigt sind.
Ein in das obere Ende der Stange 38 geschraubter Stift 43 passt in ein senkrechtes Loch der Stützen 41, während
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Stellung.
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welche über Rollen 67 und 68 laufen, verbunden. Die Brenner werden in der oberen Stellung durch mehrere gekrümmte Glieder 56 gehalten, welche sich um die Bolzen 56'erstrecken und ein unbeabsichtigtes Bewegen der Hebel verhindert. Die Glieder 56 begrenzen auch die Bewegung der Brenner nach oben. Auf diese Weise kann man bei richtiger Bedienung der Hebel 51, 52 und 53 die Anzahl der in Betrieb befindlichen Brenner je nach Wunsch zwischen 1 und 5 verändern und alle in Betrieb befindlichen sind nahe beieinander angeordnet.
Auf diese Weise kann die Breite der Heizflamme und des Schälgasstromes leicht entsprechend der Breite der zu behandelnden Oberfläche verändert werden.
Für die Zuführung des Sehälsauerstoffes, wie der Heizmischung aus Sauerstoff und Azetylen zu den einzelnen Brennerdüsen N sind geeignete Vorrichtungen vorgesehen. Ebenso sind Mittel vorgesehen, um den Umlauf einer Kühlflüssigkeit, wie Wasser, zu den Brennerköpfen 40 zu regeln und die von den Köpfen aufgenommene Wärme abzuleiten. Nach Fig. 1 ist beispielsweise ein Ventilkasten V am oberen Ende des Trägers 22 angebracht, der verschiedene Ventile enthält, durch die Schälsauerstoff, Azetylen und Verbrennungssauerstoff zu den Brennerköpfen geleitet werden. Ein Satz Ventile ist für jeden Brennerkopf 40 vorgesehen. Einer von ihnen soll nachstehend beispielsweise beschrieben werden :
Gesonderte Sehlauehverbindungen 69, 71 und 73 liefern Schälsauerstoff, Azetylen und Verbrennungssauerstoff zu den Ventilen im Ventilkasten V.
Die Gase werden von den Ventilen mittels Schlauchverbindungen 70, 72 und 74 zu den Brennerköpfen B geleitet, von wo aus sie durch die Düsen N auf die Werkstückoberfläche gerichtet werden. Kühlwasser wird gegebenenfalls den Brennerköpfen durch die Schlauchverbindungen 75 und 76 zugeleitet Da es im allgemeinen nicht besonders wichtig ist, Kühlwasser zu sparen, ist es nicht unbedingt erforderlich, ein automatisch arbeitendes Ventil hiefür vorzusehen.
Drei Ventile im Ventilkasten V regeln den Zufluss von. Schälsauerstoff, Brennsauerstoff und
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wenn der. Schieber sich nach oben bewegt. Federn imKasten V bewirken, dass sich die frei gegebenen Ventile in bekannter Weise schliessen.
Die Ventile in den Gasleitungen werden nun zusammen mit Senken oder. Heben der Brenner- einheit mit Hilfe der Verbindungsstange 84, welche an einem Ende mit dem Schieber am andern Ende mit dem Ohr ; ; 7 der Stange. 18 verbunden ist, betätigt. Wenn also der Brenner in Arbeitsstellung gesenkt wird, zieht er den Schieber 8 herab und öffnet dabei die drei Ventile. Wenn der Brenner aus der Arbeitsstellung herausgehoben wird, bewegt er dagegen den Schieber 83 nach oben, die Ventile werden freigegeben, wodurch sie sieh durch die Federn schliessen. Jede Brennereinheit ist auf diese Weise mit einem automatischen Mechanismus versehen, den Zufluss von Gasen abzusperren, wenn sie ausser der Arbeitsstellung ist und ihn anzustellen, sobald sie in Arbeitsstellung gebracht wird.
Wenn irgendeine Düse, auf ein Hindernis auftrifft, hebt sieh der Brenner, der sie trägt und die Düse kann über das Hindernis hinweggehen. Zu diesem Zweck sind die Verbindungsglieder35 und 36 nach oben gegen den Brennerkopf geneigt. Wenn das Hindernis passiert ist, bringt das Gewicht des Brenners und der Stange die Einheit wieder in ihre ursprüngliche Stellung zurÜck. Die Abwärts-
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seiner Stellung gehalten wird, ruht auf dem Vorsprung 85 und begrenzt hiedurch die Abwärtsbewegung jeder Einheit und bietet gleichzeitig ein einfaches Mittel die senkrechte Einstellung zu regulieren.
Die Seile 60, 6, und 66 können die Brennereinheiten nur nach oben bewegen. Um die Schwerkraft zu, unterstützen, die Brenner in Arbeitsstellung zu bringen und zu halten, ist ein Schraubbolzen 88 vorgesehen, welcher mit jeder Einheit verbunden ist und durch Bolzen 89 an dem Träger 22 befestigt ist und durch ein Loch in dem nach unten ragenden Ohr 90 des oberen Verbindungsgliedes 35 hindurchtritt. Eine Spiralfeder 91 umgibt den Bolzen 88, sie ist zwischen den Muttern 92 und am Ende des Bolzens 88 und der Oberfläche des Ohres 90 gespannt. Die Feder M wirkt derart, dass sie das Verbindungsglied 35 um den Bolzen 31 herum nach unten bewegt und so die Wirkung der Schwerkraft beim Herabbewegen der Einheit bis zum Aufsitzen des Bolzens 86 auf dem Vorsprung 85 unterstützt.
Aus Vorstehendem ist zu entnehmen, dass die vorliegende Erfindung einen einfachen, handlichen und leicht bedienbaren Apparat zur Schälung von Oberflächen betrifft, bei dem die einzelnen Brennereinheiten leicht und schnell aus der Arbeitsstellung entfernt sowie sauber in sie zurückgebracht werden können ; bei dem ferner automatische Vorrichtungen den Gaszufluss zu jeder Einheit unmittelbar bei ihrer Bewegung aus der Arbeitsstellung absperren sowie im umgekehrten Fall öffnen und bei dem die wirksame Breite der parallel wirkenden Düsen verändert werden kann und schliesslich jede Einheit automatisch angehoben wird, wenn die Düse auf ihrem Weg auf ein Hindernis auftrifft.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Entfernung von Metall von der Oberfläche von Metallkörpern, wie Stahlknüppeln, bei der einer oder mehrere an einem Träger befestigte Brenner einen Strom oxydierende Gase schräg in der Längsrichtung auf die zu bearbeitende Oberfläche richten, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner einzeln oder gemeinsam in begrenzter Weise längs des Trägers bewegt werden können.