DE1086862B - Verfahren zum Regulieren der Flammenlaenge von im Spritzgussverfahren hergestellten Zerstaeuberduesenkoerpern fuer Fluessigkeitszerstaeubungsbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regulieren der Flammenlänge von im Spritzgußverfahren hergestellten Zerstäuberdüsenkörpern für Flüssigkeitszerstäubungsbrenner, insbesondere für Vorwärmbrenner von Petroleumgaskochern oder -lampen, sowie auf Flüssigkeitszerstäubungsbrenner mit nach diesem Verfahren hergestellten Zerstäuberdüsenkörpern.

Derartige Zerstäuberdüsenkörper haben mindestens zwei einander schneidende, die Brennstoffflüssigkeit und die Zerstäubungsluft zusammenführende Kanäle geringer Weite in der Größenordnung von Zehntelmillimetern, wobei der Flüssigkeitskanal eine Länge in der Größenordnung von mindestens des Zehnfachen dieser Weite aufweist. Die Flüssigkeits- und Luftkanäle der Düsenkörper wurden bisher im allgemeinen durch Ausbohren aus dem vollen Material des Düsenkörpers hergestellt. Bei der Massenfertigung solcher Zerstäuberdüsenkörper traten bisher große fabrikationsmäßige Schwierigkeiten insbesondere bei der Einhaltung der feinen Düsenbohrungen in stets gleichen Ausmaßen auf. Dadurch wurde ein ständige individuelle Nacharbeit der einzelnen Düsenkörper notwendig, was die Wirtschaftlichkeit der Massenfertigung stark beeinträchtigte. Es erwies sich praktisch als unmöglich, eine auch nur einigermaßen gleichmäßige Funktion der durch Massenfertigung hergestellten Flüssigkeitszerstäubungsbrenner zu erzielen, wenn nicht jeder einzelne Zerstäuberdüsenkörper besonders geprüft, nachgeeicht und gegebenenfalls auf umständliche und teuere Weise nachgearbeitet bzw. justiert wurde. Die aus der Zerstäuberdüse eines Vorwärmbrenners austretende Flamme muß eine bestimmte Richtung und außerdem eine genau bestimmte Länge haben, weil sie eine ziemlich scharf abgegrenzte Vergasungszone des Hauptbrenners treffen und erhitzen soll. Falls die Vorwärmflamme zu kurz ist, wird die Vergasungszone des Hauptbrenners unzureichend erhitzt, und falls sie zu lang ist, werden andere Teile des Gerätes in unzulässigem Maße erhitzt und dadurch unter Umständen beschädigt. Infolgedessen sind für die zulässigen Abweichungen von der vorgeschriebenen Länge der Vorwärmflamme ziemlich enge Grenzen gesetzt. Dies setzt voraus, daß die Abmessungen der Kanäle, insbesondere des Flüssigkeitskanals, hinsichtlieh Länge und Weite einen außerordentlich hohen Grad von Gleichmäßigkeit aufweisen. Bei dem bisher üblichen Herstellungsverfahren der Düsenkörper durch Ausbohren der Kanäle war es selbst mit den feinsten Präz-isionsbohrmaschinen und -bahrern und mit hochqualifizierten Arbeitskräften praktisch nicht möglich, die erforderliche Präzision und Gleichmäßigkeit in der Fertigung der Düsenkörper- und damit in der Funktion der fertigen Zer-Verfahren

zum Regulieren der Flammenlänge
von im Spritzgußverfahren hergestellten

Zerstäuberdüsenkörpern
für Flüssigkeitszerstäubungsbrenner

Anmelder:
E. Frigast & Co., Kopenhagen

Vertreter: Dipl.-Ing. E. F. Eitner, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 8

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 24. Oktober 1951

stäübungsbrenner zu erreichen. Eine Nacharbeit zwecks Änderung des Durchmessers des Flüssigkeitskanals, um den zur Erzeugung einer stets gleich langen Flamme erforderlichen Düsenwiderstand zu erreichen, ist nicht nur umständlich und teuer, sondern meist überhaupt unmöglich. Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Zerstäuberdüsenkörper mit den Flüssigkeits- und Luftkanälen im Spritzgußverfahren herzustellen. Es ist zwar bekannt, daß die Toleranzen . bei der Fertigung von Präzisionsteilen durch Spritz- oder Preßguß teilweise in engeren Grenzen gehalten werden können, als dies bei einer rein mechanischen Massenfertigung möglich ist. Ferner ist es bekannt, daß man durch Spritzgießen z. B. aus Blei- und Zinnlegierungen in den gegossenen Werkstücken Löcher mit einem Mindestdurchmesser von mehreren Zehntelmillimetern herstellen kann. Zum Stand der Technik gehören schließlich auch Kokillen für das Gießen von Lagerschalen, bei denen die Abmessungen der Lagerschale durch Verschieben einer Formbegrenzungwand eingestellt werden können.
Bei der Herstellung der Zerstäuberdüsenkörper im Spritz- oder Preßgußverfahren zeigte es sich nun allerdings, daß zwar im einzelnen die Erzielung genauer Abmessungen der Flüssigkeits- und Luftkanäle möglich war, daß aber trotzdem die Länge der er-' zeugten Vorwärmflamme bei den in Massenfertigung

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hergestellten Brennern sehr großen Schwankungen unterlag, die entweder allmählich durch den Verschleiß der Gußkerne oder plötzlich durch die Auswechslung eines .beschädigten oder zu stark abgenutzten Güßkernes verursacht wurden. In der Tat ist die Flammenlänge solcher Zerstäubungsbrenner bereits gegenüber kleinen Änderungen in dem hydrodynamischen Widerstands des Flüssigkeitskanals so empfindlich, daß es praktisch nicht möglich ist, die Spritzgußform und die Formkerne von vornherein so herzustellen, daß jeder Zerstäubungsbrenner auch in der Massenfertigung stets genau eine bestimmte Flammenlänge liefert. Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß der zur Erzeugung einer stets gleich langen Flamme erforderliche Düsenwiderstand nicht durch Variieren des Durchmessers des Flüssigkeitskanals, sondern seiner Länge einreguliert wird.

Erfmdungsgemäß wird die Länge des Flüssigkeitskanals des Zerstäuberdüsenkörpers dadurch variiert, daß die der gewünschten Brennerflammenlänge entsprechende Länge des Flüssigkeitskanals durch Verschieben eines die Lage der Eintrittsöffnung dieses Kanals bestimmenden, justierbaren Spritzgußformteils in Richtung der Kanalachse eingestellt wird.

Erst auf diese Weise ist eine Massenfertigung von Zerstäuberdüsen im Spritzgußverfahren wirtschaftlich möglich geworden, weil die jeweils notwendige Länge des Flüssigkeitskanals, von der die Brennerflammenlänge im wesentlichen abhängt, ohne weiteres durch Vornahme von Testversuchen während der Fertigung eingestellt werden kann. Die Schwankungen in der Herstellungsgenauigkeit, die z. B. durch Abnutzung oder Auswechslung der Formkerne verursacht werden, können somit durch eine einfache Justierung des die Länge des Flüssigkeitskanals bestimmenden Spritzgußformteiles an der Gußform selbst korrigiert werden, so daß eine Nacharbeit der fertigen Zerstäuberkörper nicht mehr notwendig ist.

Das Verfahren geht praktisch so vor sich, daß die Spritzgußform zunächst einmal eingestellt wird, worauf ein Muster gegossen und geprüft wird. Ist die Brennerflamme dann zu lang, wird der Flüssigkeitskanal durch entsprechende Justierung des Formteils langer gemacht, und umgekehrt. Sodann können ohne weiteres einige hundert Düsenkörper in Massenfertigung nacheinander gegossen werden, welche eine genau gleiche Flammenlänge ergeben. Im weiteren Verlauf der Massenfertigung wird dann vor allem wegen der unvermeidlichen Kernabnutzung wieder eine Stichprobe gemacht, deren Prüfung zeigt, ob eine erneute Justierung der Spritzgußform erforderlich ist. Dieses Verfahren gestattet eine einwandfreie und sehr genaue Massenfertigung von Zerstäuberdüsenkörpern im Spritzgußverfahren ohne merklichen Ausschuß und ohne unerwünschte Abweichungen von den gewünschten Abmessungen. Der Arbeiter braucht sich nicht mehr mit einer ständigen Kontrolle und Nacharbeit der fertigen Düsenkörper zu befassen. Es genügt, wenn ein Kontrolleur ab und zu Stichproben macht und danach während des Betriebes an der Form die richtige Kanal- und damit Flammenlänge einstellt.

Man erhält auf diese Weise praktisch vollkommen identische Zerstäuberdüsenkörper im Spritzgußverfahren, so daß die damit ausgerüsteten Zerstäubungsbrenner mit Sicherheit Flammen erzeugen, die in ihrer Länge und ihrem Charakter gleich sind. Der Querschnitt der Düsenkanäle kann an sich beliebig, z. B. rechtwinkelig oder länglich sein, wird aber vorzugsweise kreisrund gewählt. Dies hat den Vorteil, daß als Kerne dünne, kalibrierte Metallteile wie Nadeln oder Klaviersaitendrähte verwendet werden können. Die sich im Innern der Form schneidenden Flüssigkeits- und. Luftkanäle werden zweckmäßig in an sich bekannter Weise gegenseitig durch entsprechendes Ineinandergreifen geführt. Dadurch wird gewährleistet, daß eine etwaige Federung der langen, dünnen Kerne keinen schädlichen Einfluß auf das genaue Überschneiden der Kanäle erhält. Der durch das

ίο Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Zerstäuberdüsenkörper, welcher aus einem für das Spritzoder Druckgußverfahren geeigneten Werkstoff, wie z. B. Typenmetall, bestehen kann, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig in den nach der Flüssigkeits- und Luftzuführungsseite hin offenen und nach der Zerstäubungsseite hin durch einen mit einer Austrittsöffnung versehenen Boden abgeschlossenen Hohlraum einer aus mechanisch widerstandsfähigem Werkstoff, wie z. B. Messing, bestehenden Kapsel eingesetzt und mit seinem die Düsenöffnung enthaltenden Ende vor der Austrittsöffnung des Kapselbodens an letzterem dicht schließend eingeklemmt. Die Kapsel selbst ist vorzugsweise mit Mitteln zum Befestigen, z. B. zum Anschrauben, an ader in einem Stutzen des Flüssigkeits- und Luftbehälters des Gerätes, z.B. des Kochers oder der Lampe, versehen. Auf diese Weise können die verschiedenen Bedingungen, welche einerseits an den Werkstoff des Düsenkörpers und andererseits an die Festigkeit und sonstige Beschaffenheit des fertigen Brenners gestellt werden, leicht berücksichtigt werden, indem der eigentliche Düsenkörper aus einem Werkstoff hergestellt werden kann, der nur im Hinblick auf seine Gießfähigkeit ausgewählt wind, während die erforderliehe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen und sonstige Eigenschaf ten von der äußeren, z. B. aus Messing bestehenden Kapsel übernommen werden können.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.

Die nur schematisch dargestellte Spritz- oder Preßgußform hat einen abgebrochen gezeichneten Formteil -P, der mit einem anderen, auf der gegenüberliegenden Seite der gestrichelten Linie-S" gelegenen Formteil in geschlossenem Zustand der Form einen Hohlraum zum Gießen eines Düsenkörpers 1 bildet. Der geschmolzene Werkstoff, vorzugsweise ein Metall oder eine Metallegierung, z. B. Typenmetall, wird durch einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Einlauf in den Formhohlraum eingebracht.

Am Böden des Formhohlraumes ist eine öffnung vorgesehen, durch die vor dem Schließen der Form oder im Anschluß daran ein Spritzguß formteil eingeführt wird, welcher aus einem Rohr 5 mit einem am vorderen Ende des Rohres angebrachten Pfropfen 6 besteht, der eine enge Bohrung mit dem gleichen Durchmesser hat, den der durchgehende Flüssigkeitsbzw. Gemischkanal 2, 3 in dem fertigen Düsenkörper haben soll.

An dem Formteil F ist ein Kern 7 befestigt, der beispielsweise aus einem StückKlaviersaitendraht von 0,3 mm Durchmesser besteht. Das vordere, freie Ende dieses Kerndrahtes 7 wird beim Schließen der Form in die Bohrung des Pfropfens 6 des anderen Formteils eingeführt, wodurch der Kern zentriert und das Eindringen von Gußwerkstoff in das Rohr 5 verhindert wird. Vor dem Schließen der Form oder während des Schließens oder unmittelbar danach wird in denFormhohlraum von der Seite her ein zweiter Kern 8 eingeführt, der ebenfalls aus Klaviersaitendraht bestehen

kann. Der Kerndraht 8 ist an seinem im Innern des Formhohlraumes liegenden Ende mit einer halbrunden Aussparung versehen, mit der er seitlich um den Kerndraht 7 greift, wodurch die Lage der beiden Kerne in Bezug aufeinander gesichert wird.

Die Lage der Eintrittsöffnung des Flüssigkeitskanals 2 in dem fertigen Düsenkörper 1 wird durch den aus dem Rohr 5 und dem Pfropfen 6 bestehenden Spritzgußformteil bestimmt. Dieser Formteil ist in Richtung der Kanalachse verstellbar, so daß durch entsprechende Justierung dieses Formteils die Länge des Flüssigkeitskanals leicht eingestellt werden kann. Das Rohr 5 kann zu diesem Zweck von einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Organ gestützt und zentriert werden, welches gleichzeitig die Endwand des Formhohlraumes bilden kann. Das freie Ende des Flüssigkeitszuführungsrohres 5 braucht nicht unbedingt, wie in der Zeichnung dargestellt, koaxial zu dem Flüssigkeitskanal 2 verlaufen, sofern nur das vordere, den Pfropfen 6 tragende Ende des Rohres 5 in Richtung der Längsachse des Flüssigkeitskanals 2 verschiebbar ist.

Die Kerne können dauerhaft oder lösbar an den Formteilen befestigt oder zum Einschieben in den Formhohlraum nach dem Schließen der Form eingerichtet sein. Es können auch Kerne mit einer anderen Querschnittsform als einem kreisrunden Querschnitt verwendet werden. Beispielsweise kann der zur Bildung des Luftkanals 4 dienende Kern wesentlich breiter als der zur Bildung des Flüssigkeitskanals 2 dienende Kern sein. Zum Beispiel kann der Kern 8 aus einem Streifen Blattfederstahl von beispielsweise 2 Zehntelmillimetern Stärke bestehen, der an seinem vorderen Ende mit einem Loch versehen ist, durch das der Kerndraht 7 hindurchgesteckt und zentriert wird. Dadurch wird eine von allen Seiten gleichmäßige Luftzufuhr zum Flüssigkeitskanal 2 erzielt.

Nachdem ein Düsenkörper 1 gegossen ist, werden dieKerne herausgezogen, «dieForm wird geöffnet, und der fertige Düsenkörper wird herausgenommen. In diesem Düsenkörper bildet das eingegossene Rohr 5 das Zuführungsrohr für die zu zerstäubende Flüssigkeit; der von dem Kern 7 gebildete Kanal ergibt einerseits in seinem Abschnitt 2 den Flüssigkeitskanal bis zur Vereinigungsstelle mit dem von dem Kern 8 erzeugten Luftkanal 4 und andererseits in seinem Kanalabschnitt 3 den Abströmkanal für die zerstäubte Flüssigkeit.

In der Zeichnung ist die Weite der Flüssigkeitsund Luftkanäle in dem Düsenkörper 1 im Verhältnis zu den Abmessungen der sonstigen Formteile stark übertrieben dargestellt. Im übrigen kann die Form des Düsenkörpers 1 und die Anordnung des Kanalsystems auch abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel gewählt werden.

Wenn der gegossene Zerstäuberkörper in eine mechanisch widerstandsfähige Kapsel, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, eingesetzt wird, so kann diese mit Mitteln zum Befestigen, z. B. zum Anschrauben, an oder in einem Stutzen des Flüssigkeits- und Luftbehälters des Gerätes versehen sein.

Die in Form eines Stopfens oder einer Mutter ausgebildete Kapsel hat einen gegen das Behälterinnere offenen Hohlraum, in den der Düsenkörper 1 eingesetzt und darin festgehalten wird, wobei sein die Düsenöffnung enthaltendes Ende vor der Austrittsöffnung des Kapselbodens an letzterem dicht schließend festgeklemmt wird. Der Kapselboden und das benachbarte Ende des Düsenkörpers können zu diesem Zweck z. B. in Form eines kegelförmigen Sitzes und eines in diesen passenden kegelförmigen, sphärischen oder ähnlich ausgebildeten Zapfens ausgeführt sein, so daß die Ausströmöffnung nach dem Einpressen des Düsenkörpers in die Kapsel rings herum abgedichtet ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regulieren der Flammenlänge von im Spritzgußverfahren hergestellten Zerstäuberdüsenkörpern für Flüssigkeitszerstäubungsbrenner, insbesondere für Vorwärmbrenner von Petroleumgaskochern oder -lampen, mit mindestens zwei einander schneidenden, die Flüssigkeit und die Zerstäubungsluft zusammenführenden Kanälen geringer Weite in der Größenordnung von Zehntelmillimetern und einer Länge des Flüssigkeitskanals in der Größenordnung von mindestens des Zehnfachen dieser Weite, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Flüssigkeitskanals des Düsenkörpers dadurch variiert wird, daß die der gewünschten Brennerflammenlänge entsprechende Länge des Flüssigkeitskanals durch Verschieben eines die Lage der Eintrittsöffnung dieses Kanals bestimmenden, justierbaren Spritzgußformteiles in Richtung der Kanalachse eingestellt wird.

2. Flüssigkeitszerstäübungsbrenner mit einem nach Anspruch 1 hergestellten Zerstäuberdüsenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem für das Spritz- oder Druckgußverfahren geeigneten Werkstoff, wie z. B. Typenmetall, bestehende Düsenkörper in den nach der Flüssigkeits- und Luftzuführungsseite hin offenen und nach der Zerstäubungsseite hin durch einen mit einer Austrittsöffnung versehenen Boden abgeschlossenen Hohlraum einer aus mechanisch widerstandsfähigem Werkstoff, wie z. B. Messing, bestehenden Kapsel eingesetzt und mit seinem die Düsenöffnung enthaltenden Ende vor der Austrittsöffnung des Kapselbodens an letzterem dicht schließend eingeklemmt ist.

3. Flüssigkeitszerstäubungsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel mit Mitteln zum Befestigen, z. B. zum Anschrauben, an oder in einem Stutzen des Flüssigkeitsund Luftbehälters des Gerätes versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 402 442, 867 834; Frommer, Handbuch der Spritzgußtechnik, 1933, S. 610 bis 613, 618;

Feinmechanik, Jahrgang 54, 1950, Heft 2, S. 33.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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