DE3545064A1 - Verfahren zum flammstrahlen von natuerlichen und/oder kuenstlichen steinarten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flammstrahlen von natürlichen und/oder künstlichen Steinarten, bei dem mit Hilfe eines über die zu bearbeitenden Steinarten ge­ führten Brenners hochenergetische Brenngas-Sauerstoff- Flammen erzeugt werden und kurzzeitig eine hohe Wärmemenge auf die zu bearbeitenden Steinarten aufgebracht wird.

Zum Flammstrahlen von Beton- oder Granitplatten ist es bekannt, beispielsweise mit Azetylen-Sauerstoff-Gemischen oder mit Methylazetylen-Propadien-Sauerstoff-Gemischen betriebene Brenner mit mehreren parallel nebeneinander an­ geordneten Brennerdüsen in Richtung der Flammenausström­ richtung über die zu behandelnde Werkstückoberfläche mit Vorschubgeschwindigkeiten zwischen 0,5 bis etwa 1,5 m/min. zu bewegen, wobei die Flammenausströmrichtung in etwa in einem Winkel von 45° zur Werkstückoberfläche gehalten wird. Durch die Einwirkung der Flamme erfolgt in der obersten Gesteinszone ein Sprengen und Abspratzen des Quarzes infolge Umwandlung der Kristalle sowie ein Schmel­ zen von Gesteinsteilen, die anschließend glasartig er­ starren und verhältnismäßig lose auf der Oberfläche haften.

Zur Bearbeitung größerer Platten wird der Brenner entlang parallel liegender Bahnen geführt. In der Übergangs­ zone zwischen zwei Flammstrahlbahnen weicht die Flamm­ strahlwirkung von der im Inneren einer Bahn ab: Entweder bleibt ein Steg stehen oder es entsteht eine Rille. Dadurch werden bei schrägem Lichteinfall Streifen sichtbar, die auf dekorativen Granitplatten störend wirken.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, bei dem mit Flammstrahlbrennern bearbeitete Oberflächen von natür­ lichen und/oder künstlichen Steinarten streifenfrei sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorschubbewegung des Brenners eine zu dieser Bewegung senkrecht orientierte, in einer zur Oberfläche der zu bearbeitenden Steinarten im wesentlichen parallelen Ebene erfolgende Bewegung mit wechselnder Bewegungsrichtung überlagert wird.

Erfindungsgemäß wird ein Flammstrahl-Brenner nicht mehr entlang einer geraden Bahn bewegt. Die Brennerführung erfolgt vielmehr entlang von Kurven derart, daß der Brenner aufgrund einer der linearen Vorschubbewegung überlagerten Bewegung mit wechselnder Bewegungsrichtung eine Pendelbe­ wegung ausführt. Nach wie vor wird der Brenner dabei jedoch so geführt, daß die einzelnen Flammstrahlbahnen parallel zueinander liegen und sich gerade berühren.

Durch die kurvige Brennerführung werden die Steinkristalle an den Randzonen der Flammstrahlbahnen aus unterschied­ lichen Richtungen erhitzt, so daß die Abspratzungen un­ regelmäßig sind. Eine Streifenstruktur kann sich deshalb nicht bilden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Flammenausström­ richtung des Brenners parallel oder schräg zur Vorschub­ bewegung des Brenners eingestellt sein (senkrechte oder schräge Stellung der Flammenfront zur Vorschubrichtung). Außerdem kann die Flammenausströmrichtung schleppend oder stechend zur Vorschubbewegung des Brenners eingestellt sein.

Die Brennerführung schaltet sich nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besonders einfach, wenn die Richtung der Überlagerungsbewegung periodisch gewechselt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Flammenleistung je Flächeneinheit konstant ge­ halten, in dem vorzugsweise die Geschwindigkeit des Brenners entsprechend abgestimmt wird. Beispielsweise kann die Vorschubgeschwindigkeit konstant gehalten werden.

Wird als Brenngas Azetylen verwendet, so hat es sich in einer Ausgestaltung der Erfindung als günstig erwiesen, wenn das Mischungsverhältnis von Azetylen zu Sauerstoff im Bereich zwischen 1 : 2,2 und 1 : 3,2 liegt. Bei einem derartigen Mischungsverhältnis entstehen keine Rückstände. Außerdem bleibt die Sekundärflamme klein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Abstand zu der zu be­ handelnden Oberfläche konstant gehalten wird. Bevorzugt wird der Abstand h innerhalb eines Bereiches von ± 1,5 mm gehalten. Auf diese Weise ist die Brennerleistung über die gesamte Brennerbreite gleichmäßig groß. Zur Konstant­ haltung des Abstandes können Kufen oder kann eine sensorge­ steuerte Abstandsregulierung verwendet werden.

Selbstverständlich wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch gelöst, wenn der Brenner ruht und das zu bearbeitende Werkstück in der erfindungsgemäßen Weise relativ zum Brenner bewegt wird.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch das vorge­ schlagene Verfahren mit Flammstrahllinienbrennern eine streifenfreie Qualität erzielt werden kann. Brennerspuren sind nicht sichtbar. Somit entstehen auch keine sichtbaren Streifen an den Übergangszonen der einzelnen Brennerbahnen.

Im folgenden sei anhand einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 eine schematische Darstellung der Füh­ rung eines Flammstrahlbrenners,

Fig. 3 eine Komponentendarstellung der Brenner­ geschwindigkeit.

Ein Flammstrahlbrenner 1 wird in konstantem Abstand über eine Granitplatte 2 geführt. Vorrichtungen zum Konstant­ halten des Abstandes zwischen Brenner 1 und Granitplatte 2 sind nicht dargestellt. Gemäß Fig. 1 wird der Flamm­ strahlbrenner in schleppender Haltung über die Granit­ platte 2 geführt. Ein Pfeil 3 deutet die Flammstrahlrich­ tung an. In Fig. 2 ist angedeutet, daß die Flammenaus­ strömung parallel zur Vorwärtsbewegung des Flammstrahl­ brenners gerichtet ist.

Herkömmlicherweise wurde der Flammstrahlbrenner 1 über die Granitplatte 2 entlang einer Geraden geführt. Die Flammenfront hat die Breite a. Aufgrund der Größe der Granitplatte ist es notwendig, die Oberfläche in mehreren parallel zueinander liegenden Bahnen flammzustrahlen.

Wie bereits erläutert bleibt bei dieser Verfahrensweise in der Übergangszone zwischen 2 Flammstrahlbahnen entweder ein Steg stehen oder es entsteht eine Rille.

Derartige Streifen, die bei schrägem Lichteinfall störend wirken, werden beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht ge­ bildet.

Erfindungsgemäß wird (siehe Fig. 3) der Vorschubgeschwin­ digkeit 4 des Flammstrahlbrenners eine zweite Bewegung überlagert. Die entsprechende Geschwindigkeitskomponente 5 ist senkrecht zur Vorschubgeschwindigkeit 4 und parallel zur Granitplattenoberfläche gerichtet und wechselt ihre Richtung (angedeutet durch Pfeil 6). Es ergibt sich eine resultierende Geschwindigkeit 7 sowie eine bezüglich des Vorschubs pendelnde Bewegung des Flammstrahlbrenners 1.

In Fig. 2 sind mehrere Bahnen eingezeichnet. In dieser Ausführungsform wechselt die Überlagerungsbewegung ihre Richtung periodisch, so daß sich ein sinusförmiger Ver­ lauf der Flammbahnen 8 ergibt.

Die Übergangsbereiche der Flammenbahnen 8 sind mit 9 bezeichnet. Mit Bezugszeichen 10 sind mehrere Normalen auf die Randzone einer wärmebeeinflußten Bahn 8 bezeichnet. Die Richtung der Normalen wechselt periodisch. Durch die kurvige Brennerführung werden die Granitkristalle an den Randzonen der Bahnen aus unterschiedlichen Rich­ tungen erhitzt, so daß die Abspratzungen unregelmäßig sind. Eine Streifenstruktur kann sich deshalb nicht bilden.

Der Flammstrahlbrenner kann von innen wassergekühlt sein um ein Ansetzen von flüssigem Granit zu unterbinden. Die Vorschubbewegung erfolgt immer in eine Richtung.

Claims (5)

1. Verfahren zum Flammstrahlen von natürlichen und/oder künstlichen Steinarten, bei dem mit Hilfe eines über die zu bearbeitenden Steinarten geführten Brenners hochenergetische Brenngas-Sauerstoff-Flammen erzeugt werden und kurzzeitig eine hohe Wärmemenge auf die zu bearbeitenden Steinarten aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubbewegung des Brenners eine zu dieser Bewegung senkrecht orientierte, in einer zur Oberfläche der zu bearbeitenden Steinarten im wesentlichen parallelen Ebene erfolgende Bewegung mit wechselnder Bewegungsrichtung überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Überlagerungsbewegung periodisch gewechselt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenleistung je Flächenein­ heit konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Brenngas Azetylen verwendet wird, dadurch gekennzeich­ net, daß das Mischungsverhältnis von Azetylen zu Sauer­ stoff 1 : 2,2 bis 1 : 3,2 beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zur zu behandelnden Oberfläche konstant gehalten wird.