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Verfahren und Vorrichtung zum Formen und Härten von Glühkörpern.
Die Erfindung bezieht sich auf das Formen und Härten von Gasglühkörpern. Bei dem besten der bisher üblichen Verfahren wurde nur ein Glühkörper auf einmal gehandhabt, wobei die Form und die Abmessungen des Glühkörpers teilweise durch das verwendete Gewebe, teilweise durch die Kraft einer Bunsenflamme bestimmt wurden, die man hineinleitete. In vielen Fällen wurden das Ausbrennen und die vorläufige Formung mit einem einzigen Brenner ausgeführt, worauf die Glühkörper nach der Härtestelle geführt wurden, wo eine schärfere Flamme von hoher Temperatur verwendet wurde, während die zuerst verwendete Flamme schwach war und eine Härtewirkung nicht haben konnte.
Es ist vorgeschlagen worden, aufrecht stehende Glühkörper dadurch zu formen, dass man sie gegen die Wände einer kegeligen Form blies, indem man während der Brennperiode eine innere Flamme unter Druck verwendete, wobei die Form Öffnungen von entsprechender Form und Grösse besass, um die Abführung der Verbrennungsprodukte zu bewirken, derart, dass die Glühkörper in Berührung mit den Wänden des Kegels waren, solange das Brennen und das vorläufige Formen dauerte. Aber die Glühkörper mussten herausgenommen und unter hoher Wärme in der gewöhnlichen Weise gehärtet werden, während welcher Zeit sie leicht zerstört werden können ; hiedurch wurde auch die Herstellung von genau nach einem Muster ausgebildeten Glühkörpern verhindert.
Die Flamme innerhalb des Glühkörpers und Kegels war verhältnismässig schwach, wie sie für die vorläufige Formung benötigt wird, aber zum Härten nicht benutzt werden kann ; ausserdem wurde der Glühkörper gegen die Wände des Kegels gedrückt, so dass infolge der Wärmeabstrahlung die Härtetemperatur nicht erreicht werden konnte, selbst wenn ein Brenner von der nötigen Intensität benutzt worden wäre.
Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, den Glühkörpermantel zwischen einem inneren und einem äusseren ringförmigen Brenner anzuordnen, so dass der Mantel zwischen zwei Flammenschichten sich befindet und die Wand des äusseren Brenners nicht berührt ; diese Vorrichtung verbraucht unnötig viel Gas. Weiters wurde vorgeschlagen, den Mantel während des gleichzeitigen Formens und Härtens in eine geschlossene Kammer einzubringen, um ihn vor Zugluft zu schützen ; in diesem Falle konnte aber kein wirksames Formen stattfinden, da der Mantel von aussen vollständig ungestützt war.
Es ist endlich auch vorgeschlagen worden, den Teil des Hängelichtglühkörpers, der dem Tragring unmittelbar benachbart ist, zu härten, indem man den Glühkörper in einen die Flamme rückstrahlenden Zylinder bringt, derart, dass die Flamme und die Gase durch diesen Teil des Glühkörpers hindurchgeleitet werden, der über dem Zylinder gehalten wird. Hier wurde aber kein Versuch gemacht, den Glühkörper zu formen und ihm eine vorbestimmte Form zu geben.
Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, dass man dem Glühkörper eine vorbestimmte Form gibt und ihn härtet in einer ihn umgebenden, durchlöcherten Formmuffel, wobei die Durchlochungen so bemessen und angeordnet sind und die Form so gestaltet ist, dass, während ein begrenztes Abströmen von Verbrennungsprodukten zugelassen ist, doch ein Kissen von heissen Gasen zwischen dem Glühkörper und der Formmuffel aufrechterhalten wird, das zwischen diesen beiden Teilen im wesentlichen von gleichmässiger Dicke ist, zum mindesten an den Teilen des Glühkörpers, die in einer vorbestimmten Form ausgeführt werden sollen, Um dieses Ergebnis zu zeitigen, ist nicht allein die Form der Muffel wichtig, sondern auch die Grösse, Zahl und Anordnung der Gasauslasslöcher muss sorgfältig ausgearbeitet werden,
so dass das zwischengeschaltete Kissen von heissen Gasen dem Glühkörper die gewünschte Form gibt, indem es ihn von der unmittelbaren Berührung mit der Wand der Muffel abhält. Eine unmittelbare Berührung zwischen diesen Teilen muss unbedingt vermieden werden, da jede in Berührung stehende Stelle des Glühkörpers nicht mitgehärtet wird. Die Erfindung kann ebensowohl zur Erzeugung von Hängelichtglühkörpern als auch von beliebigen anderen Glühkörpern verwendet werden.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt ; es zeigen Fig. I, 2, 3, 4 eine Muffel zum Formen und Härten eines Glühkörpers für Hängelicht mit dem zugehörigen Brenner im Schnitt, in Ansicht von der Seite, von oben und im Schnitt nach IF-IV der Fig. 2. Die Fig. 5, 6,7 sind abgeänderte Ausführungsformen der Muffel.
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Die Fig. 8,9, 10 zeigen eine Maschine zur Ausführung des Verfahrens von vorn, von oben und von der Seite. Die Fig. 11 und 12 zeigen die in. dem Halter angeordnete Muffel in zwei verschiedenen Stellungen, wobei in Fig. II der Glühkörper im veraschtem Zustand, in Fig. 12 im gehärtetem'Zustand dargestellt ist. Fig. 13 und 14 zeigen Einzelheiten des Getriebes. Die Fig. 15 zeigt von oben einen Teil des Glühkörpertisches und die Fig. 16 den gleichen Teil im Schnitt nach IX-IX in Fig. 15.
Bei Ausführung des Verfahrens wird das Formen und Härten des Glühkörpers in der gleichen Formmuffel durch eine rasche, billige und einfache Arbeit bewirkt. Wenn es sichum einen Hängelichtglühkörper handelt, wo nicht allein die Seiten, sondern auch das gewölbte Ende des Werkstückes bearbeitet werden muss, wird vorzugsweise eine Muffel gemäss Fig. 2, 3 und 4 der Zeichnung verwendet. Diese Form kann aus irgendeinem Stoff bestehen, der der Hitze widersteht.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind 264 Löcher in den Seiten der Form und 94 Löcher in dem gewölbten Boden angebracht. Der Gesamtquerschnitt der Löcher beträgt bei dieser Ausführungsform annähernd 24% der Gesamtfläche der Form. Hievon entfallen 13% auf die Wände und IIO/o auf den gewölbten Boden. Die Anordnung, Zahl und Grösse dieser Löcher hängt etwas von dem Druck und der besonderen Konstruktion des verwendeten Brenners ab. Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Glühkörper in genauer Form innerhalb der Form b mittels eines Brenners c zu härten, der nicht in die Muffel oder den Glühkörper eintritt, sondern ein wenig im Abstand davon gehalten wird, wie in Fig. i gezeigt.
Die offene Mündung d der Muffel ist vorzugsweise etwas nach aussen gebogen und besitzt eine zentrierende Rast e, welche dazu bestimmt ist, die Füsse f des wärme- beständigen Glühkörpertragringes g zu tragen. Die Achse des Gemischrohres c des Brenners bildet die Verlängerung der Längsachse des Glühkörpers und der Muffel und erzeugt eine Flamme, die einen hohen Hitzegrad (650 bis 7150 C) erzeugt, der zum Härten benutzt wird.
Der gewölbte Boden h der Form wird vorzugsweise derartig ausgebildet, dass er der dem Glühkörperende zu erteilenden Form entspricht. Beim Gebrauch der Form wird der an seinem Halter g befestigte Glühkörper i in die Form eingebracht, wobei die Form senkrecht herabhängt (Fig. i). Die Form und der Brenner werden dann in eine'genau übereinstimmende und konzentrische Stellung gebracht und das Formen und Härten des Werkstückes ausgeführt. Bei den bisher üblichen Härteverfahren muss die Flamme sorgfältig zugeführt werden, damit sie nicht ein Loch durch den zerbrechlichen Mantel bläst ; aber bei dem vorliegenden Verfahren kann die Flamme ohne besondere Vorsicht oder Geschicklichkeit ohne weiteres und plötzlich angewendet werden.
Der Glühkörper wird hiebei gegen die Muffel hin aufgeblasen, aber wird von-der Wand der Muffel entfernt gehalten durch ein zwischenliegendes Kissen von heissem Gasen, die bis zu einem gewissen Grade von den Wänden zurückprallen, da ihr freier Durchtritt behindert ist. Der Glühkörper wird demgemäss von der Berührung mit den Wänden abgehalten, so dass die Härtetemperatur schnell erreicht wird, indem die Glühkörper auf beiden Seiten von heissen Gasen umhüllt werden. Dieses dünne Kissen von Gasen wird möglichst genau in der gleichen Dicke an allen Punkten des Glühkörpers gehalten, so dass er im wesentlichen die Form der umgebenden Muffel annimmt.
Dies wird durch die entsprechende Bemessung und Anordnung der Löcher erreicht, wodurch ein begrenztes Abströmen der Abgase erfolgt. Die Abgase dürfen nicht zu stark zurückgehalten werden, da sie in diesem Falle Teile des Glühkörpers nach innen drücken und die genaue Formung verhindern würden.
Nach dem Formen und Härten, welche Operationen gleichzeitig vorgenommen werden und die ungefähr in einer Minute zu Ende geführt sind, wird der Glühkörper aus der Muffel genommen, ein anderer Glühkörper wird eingeführt und die Arbeit wiederholt.
Zum Härten von Glühkörpern für Hängelicht können auch Muffeln mit offenen Enden benutzt werden, aber in allen Fällen müssen die Wände der Muffel dem zu härtenden Glühkörper genügend nahe sein, so dass zwischen der Glühkörperwand und der Muffelwand ein dünnes Gaskissen bleibt. In Fig. 5 ist eine Ausführungsform mit einer unten offenen Form gezeigt ; sie stellt sich als ein zylindrisches Rohr mit einer abwärtsgehenden Verlängerung k und mit Durchlochungen l in dem oberen Teil der Muffel und bis unterhalb des Glühkörperbodens dar, so dass auch hier die Verbrennungsgase zum Teile seitlich entweichen können. Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt, wo die Muffel M einen gewölbten Boden n hat, der aber erheblich unter dem geschlossenen Ende des Glühkörpers liegt.
Die Löcher in den Seitenwänden erstrecken sich auch um ein Stück unterhalb des Glühkörperendes. Bei diesen Ausführungsformen, ebenso wie in der zuerst beschriebenen Ausführungsform wird das Kissen von heissen Gasen aufrechterhalten, derart, dass jede Berührung zwischen dem Glühkörper und den Muffelwänden verhindert wird.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine umhüllende zweite Muffel o über eine Muffel gemäss Fig. i und 2 gestreift ist, wodurch die Gasströmung, die von den
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durchlochten Wänden der inneren Muffel ausgeht, beschränkt wird. Hiedurch wird die Temperatur und die Härtewirkung gesteigert.
Um das Verfahren auszuführen und die oben beschriebene Muffel zu verwenden, wird vorzugsweise eine Vorrichtung oder Maschine verwendet, durch die eine grössere Anzahl von Glühkörpern gleichzeitig gehärtet und geformt werden kann.
In den Fig. 8 bis 16 ist eine vorzugsweise verwendete Form der Maschine gezeigt ; diese ruht auf einem Gestell 2 und trägt oben an einem seiner Enden ein Brennerrohr 3 mit einer Anzahl von Brennern 4, die für das Veraschen benutzt werden. Zu dem Brennerrohr führt das Luftrohr 5 und das Gasrohr 6. Auf der Maschine sind eine Anzahl von Muffeln 7 der beschriebenen Art aufgesetzt. Diese Muffeln sind in Reihen längs der Vorderseite der Maschine angeordnet. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Muffeln auf einem Wagen < S (Muffelhalter) mit Rädern aufgesetzt, der auf einer Bahn 9 in der Richtung von, vorn nach-hinten und umgekehrt bewegt werden kann.
Diese Bahn kann gehoben oder gesenkt werden mittels eines Hebels 10, so dass die Glühkörper in die richtige Stellung gegenüber den Form-und Härtebrennern jf gebracht werden können. Von diesen Brennern ist einer für jede Muffel angeordnet. Jeder Brenner wird von einem Zweigrohr 12 getragen, das von einem Gasbehälter 13 ausgeht und durch ein Verbindungsrohr 14 mit einem Luftbehälter 15 in Verbindung steht. Der Luftbehälter wird durch ein Rohr 16 an einem Ende der Maschine gespeist, während dem Gasbehälter der Brennstoff durch ein Rohr 17 an dem anderen Ende der Maschine zugeführt wird.
Das Rohr 16 besitzt ein Steuerventil-M, das Rohr 17 ein Steuerventil 19 (Fig. 8). Jedes dieser Ventile wird für gewöhnlich geschlossen gehalten durch einen gewichtsbelasteten Arm 20, der an der Spindel des Ventils befestigt ist. Die Ventile werden selbsttätig geöffnet durch Nocken 21 und 22, die an den entgegengesetzten Enden einer der Länge nach sich erstreckenden Welle 23 sitzen. Diese Welle wird von irgendeiner beliebigen Energiequelle getrieben. In der Zeichnung ist eine zugehörige Welle 23a gezeigt, auf der eine Riemenscheibe 24 lose aufgesetzt ist, deren Kupplungshälfte 25 mit ein. er Kupplungshälfte 26 in Eingriff kommen kann.
Der Kupplungsteil 26 dreht sich mit der Welle 23a, kann aber in der Längsrichtung verschoben werden ; er wird gewöhnlich eingekuppelt gehalten mit dem Kupplungsteil der Scheibe 2. J durch eine Feder 27. Mit dem Kupplungsteil 26 ist ein Gestänge 28 verbunden, dass ein Anschlagstück 29 (Fig. 14) trägt, welches mit einem Vorsprung 30 an einem Schneckenrad 31 auf der Welle 23 in Eingriff kommen kann. Das Schneckenrad 31 wird von einer
Schnecke 33 getrieben, die'auf dem einen Ende der Welle 23a sitzt. Der Zapfen 29 ist in einem Schwinglager 34 gelagert und kann durch einen Lenker 35 mit einem Handhebel 36 ausgeschwungen werden.
Im Betrieb setzt die Welle 25a ihre Drehung fort, bis der Anschlag 30 mit dem
Zapfen 29 in Berührung kommt und hiedurch das Gestänge 28 verschiebt, wodurch die Kupplung gegen die Wirkung der Feder 27 ausgekuppelt wird : Während dieses Zeitraumes haben die Nocken 21, 22 die Ventile 18 und 19 offen gehalten. Diese Nocken sind aber so bemessen, dass, wenn die Welle aufhört, sich zu drehen, ihre verdickten Teile die Arme 19a der
Ventile verlassen, so dass die Ventile durch die Wirkung der Gegengewichte geschlossen werden.
Die Wellen 25 und 23a bleiben unbewegt, bis der Handhebel 36 ausgeschwungen wird, um den Zapfen 29 in die punktiert in Fig. I4 gezeigte Stellung zu rücken. Die Federn 27 bewirken dann ein Wiedereingreifen der Kupplung und die Welle 23 beginnt von neuem sich zu drehen.
Die Nocken sind so geformt und geregelt, dass für eine kurze Zeitspanne eine kleine Flamme in die Muffeln eingeführt wird, die den hitzebeständigen Halter des Glühkörpers allmählich erwärmt ; hierauf wird die Flamme rasch vergrössert, um. den Glühkörper aufzublasen und zu formen. Hiedurch wird die Neigung zum Springen der Halter überwunden, was sehr leicht vorkommen kann, wenn kurze heisse Flammen plötzlich angewendet werden, ohne dass vorher ein leichtes Anwärmen stattfindet.
Während des Veraschens und auch während des Härte-und Formvorganges werden die Glühkörper mit ihren'Tragzapfen auf losen Platten 38 gehalten, die auf Trägern 39 des
EMI3.1
der Tisch auf dem Gestell 2a nach vorwärts geschoben und dann so bewegt, dass die Glüh- körper in-die Muffeln eingebracht werden. Zu diesem Zwecke wird der Tisch auf senkrechte Führungsstangen 41 herabgesenkt, die auf dem Wagen 8 befestigt sind. Der Tisch besitzt
Löcher dz in-die diese Stangen 41 eingreifen. Vorzugsweise ist eins dieser Zapfenlöcher am einen Ende der Maschine, das andere in der Mitte angeordnete um den Abstand zwischen - den beiden Stangen zu verringern und hiedurch das Mass der Ausdehnung und Zusammen- ziehung in dem Teil des Tisches zwischen ihnen zu verringern.
Es ist wichtig für die richtige
Zentrierung der Glühkörper in den Muffeln dass diese Löcher und Stangen ganz genau miteinander übereinstimmen,
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Sobald der Tisch auf diesen Führungsstangen herabgesenkt wird, kommen die losen Platten 38 auf die Muffeln in der in Fig. 12 gezeigten Weise zu liegen und der Tisch 40 selbst kann sich auf dem Wagen 8 in der in Fig. I1 gezeigten Weise herabsenken. Hiedurch wird der Tisch der Wirkung der Brenner etwas entzogen, so dass ei nur geringer Ausdehnung und Zusammenziehung unterworfen ist. Dadurch wird auch eine genaue Zentrierung der Glühkörper in den Muffeln gewährleistet, wobei keinerlei besondere Aufmerksamkeit des Arbeiters nötig ist.
Nach dem Formen und Härten wird der Tisch nach entsprechender Verschiebung des Wagens angehoben, wobei er die ganze Reihe von Platten mit den daran aufgehängten Glühkörpern mitnimmt. Die Muffeln können mit federnden Trägern 43 ausgerüstet sein.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich aus dem oben Gesagten. Eine Anzahl von Glühkörpern wird zunächt dem Veraschen unterworfen, ohne dass sie von dem Tisch 40 abgenommen werden ; der Tisch wird in der Querrichtung auf dem Gestell 2a verschoben und wird dann von Hand mit den Glühkörpern zusammen auf dem Wagen 8 überführt.
Der Arbeiter führt den Wagen unter die Härtebrenner und schwingt dann den Hebel 36 aus, um die Kupplung in Eingriff. zu bringen. Hiedurch werden die Luft-und Gasventile selbsttätig geöffnet und bleiben offen, bis die Nocken 22 nicht mehr darauf einwirken. Sie werden dann selbsttätig geschlossen und die Wellen 23 und 23a werden still gesetzt. Der Arbeiter bringt dann den Wagen 8 aus dem Bereiche der Härtebrenner und hebt den Tisch 40 an, um den ganzen Satz Glühkörper aus den Muffeln ? zu entfernen, worauf die Vorrichtung für einen neuen Satz von Glühkörpern bereit ist.
PATENT-ANSPRÜCHE I. Verfahren zum Formen und Härten von Glühkörpern in einer gelochten Muffel, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zahl der Löcher in der Muffel und die Art ihrer Verteilung das Abströmen der Verbrennungsgase quer zur Muffelwandung zum Teil behindert wird, so dass eine dünne Schicht von heissen Gasen zwischen dem Glühkörper und der Muffel behufs Formgebung und Härtung aufrecht erhalten wird und ermöglicht wird, dass die ganze'Fläche des Glühmantels die zum Härten erforderliche Temperatur erreicht.