DE3933843A1 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von steinoberflaechen durch brennen oder stocken - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von steinoberflaechen durch brennen oder stockenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor
richtung zur Behandlung von Steinoberflächen durch Flammenein
wirkung.
Natursteine werden zum Zwecke der Herstellung ebener Flächen in
Platten unterschiedlicher Dicke geschnitten. Werksteine können
diese ebenen Flächen bereits aufgrund ihrer Herstellmethode auf
weisen. Zum Zwecke der besseren Fußläufigkeit und aus architek
tonischen Gründen werden ihre glatten Oberflächen angerauht.
Dieses Anrauhen kann auf rein mechanischem Wege - durch Stocken,
aber auch durch thermische Behandlung - durch Flammen erfolgen.
Zu letztgenannter Behandlungsweise wurden Maschinen entwickelt,
die einen Arbeitstisch aus Rollgängen besitzen, über dem eine
einzige hin- und herpendelnde Brenner- oder Stockvorrichtung
angebracht ist. Der Vorschub der Steinplatten erfolgt bei diesen
Maschinen dergestalt, daß die Rollen immer dann in Bewegung ge
setzt werden, wenn der Flammenstrahl oder Stockhammer einmal die
darunter liegende Fläche passiert hat. Alle auf der Arbeitsebene
liegenden Steinplatten werden bei dem Vorschub ruckartig vorbe
wegt. Diese Bewegung ist in mehrerlei Hinsicht unvorteilhaft.
Plötzliches Beschleunigen und Abbremsen führt zu Beschädigungen
der Steinplattenränder, Belastungen der Antriebslager, Verzöge
rungen im Betriebsablauf und ungleicher Oberflächenstruktur (z. B.
Streifen), weil dabei durch Drehung der Steinplatten einzelne
Punkte stärker und schwächer beflammt werden. Die Rand- und Ober
flächenqualität leidet darunter. Weiterhin werden die unter dem
Brennstrahl liegenden Rollgänge immer dann von der Flamme sehr
direkt getroffen, stark belastet und geschädigt, wenn bei dem
Weitertransport die Flamme durch die Steinlücken hindurchtritt.
Bei den Stockmaschinen kann es vorkommen, daß der Stockhammer
mehrmals die gleiche Fläche trifft. Bei beiden Maschinenarten
kann es vorkommen, daß ganze Flächenteile überhaupt nicht be
rührt werden.
Ein weiterer Nachteil besteht bei diesen Maschinen in der Roll
gangantriebsmechanik. Die bisher verwendeten Antriebsketten sind
so geschaltet, daß immer zwei Rollen über eine Gall′sche Kette
miteinander verbunden sind, wobei eine Rolle treibende und ange
triebene Funktion hat. Da jeder Zahn eines Zahnrades ein ge
wisses Spiel aufweist, kann die Summe, bei einer entsprechend
langen Rollenbahn, zu einem zeitweisen, unbeabsichtigten Still
stand mit entsprechend schädlichen Folgen führen. Bei bisherigen
Brennmaschinen mit einer Brennerdüse ist diese in Richtung der
Bewegung des zu bearbeitenden Werkstückes so ausgerichtet, daß
durch Schrägstellung - in einem dem jeweils zu bearbeitenden
Material angepaßten Anstellwinkel - der sogenannte Abbrand in
die Richtung des Transportes wegspritzt. Unvorteilhaft ist
weiterhin, daß die bekannten Maschinen jeweils nur einen Support
und eine Brennerdüse aufweisen. Der Grund hierfür besteht darin,
daß aufgrund des die Brennerdüsen zur Kühlung umgebenden Kühl
mantels bei der Anordnung mehrerer Düsen nebeneinander die
Abstände zwischen diesen Düsen so groß werden, daß unbeab
sichtigt unbearbeitete Stellen auf den Oberflächen entstehen.
Die vorliegende Erfindung weist gegenüber dem bisherigen Stand
der Technik folgende Neuerungen auf:
Es wurde ein neuer, wassergekühlter, um eine horizontale Achse durch Umschaltung drehbarer Düsenstock entwickelt (siehe Abb. 1), bei dem eine Vielzahl von Düsen unmittelbar nebenein ander angeordnet werden. Zur Kühlung ist ein wasserdurchströmter Behälter vorhanden, in dessen Boden die Düsen so befestigt sind, daß zu dem zu bearbeitenden Werkstück hin die jeweiligen Düsen öffnungen nur durch die Düsenrohrwandungen voneinander getrennt sind. Diese Anordnung hat einerseits den Vorteil, daß mit dem so auf die zu bearbeitende Oberfläche auftreffenden Mehrfach flammen-Strahl eine viel größere Fläche als bisher beflammt werden kann. Die Besonderheit der Anordnung des Kühlsystems ermöglicht eine mehrstufige Ausnutzung der Kühlflüssigkeit. Zuerst wird die die Brennerdüsen umschaltende Vorrichtung gekühlt, sodann durchfließt die Kühlflüssigkeit den die Brenner düsen tragenden Behälter und trifft dann auf den geflammten Teil der Steinoberflächen. Der weitere Vorteil dieser Düsenanordnung ist, daß zwischen den einzelnen Flammstrahlen keine unbearbei teten Flächen entstehen, wenn die Flammen über die Steinober flächen geführt werden.
Es wurde ein neuer, wassergekühlter, um eine horizontale Achse durch Umschaltung drehbarer Düsenstock entwickelt (siehe Abb. 1), bei dem eine Vielzahl von Düsen unmittelbar nebenein ander angeordnet werden. Zur Kühlung ist ein wasserdurchströmter Behälter vorhanden, in dessen Boden die Düsen so befestigt sind, daß zu dem zu bearbeitenden Werkstück hin die jeweiligen Düsen öffnungen nur durch die Düsenrohrwandungen voneinander getrennt sind. Diese Anordnung hat einerseits den Vorteil, daß mit dem so auf die zu bearbeitende Oberfläche auftreffenden Mehrfach flammen-Strahl eine viel größere Fläche als bisher beflammt werden kann. Die Besonderheit der Anordnung des Kühlsystems ermöglicht eine mehrstufige Ausnutzung der Kühlflüssigkeit. Zuerst wird die die Brennerdüsen umschaltende Vorrichtung gekühlt, sodann durchfließt die Kühlflüssigkeit den die Brenner düsen tragenden Behälter und trifft dann auf den geflammten Teil der Steinoberflächen. Der weitere Vorteil dieser Düsenanordnung ist, daß zwischen den einzelnen Flammstrahlen keine unbearbei teten Flächen entstehen, wenn die Flammen über die Steinober flächen geführt werden.
Der Transport der Steinplatten erfolgt stetig stufenlos und
nicht mehr ruckartig. Dies wird dadurch erreicht, daß sich der
brennertragende Support in die gleiche Richtung bewegt und in
der gleichen Geschwindigkeit bewegt wird wie die sich vorwärts
bewegenden Steine. Bei der rechtwinklig zur Vorschublinie ver
laufenden Brennstrahlbewegung in Verbindung mit dem Schlitten
beschreiben die Brennerdüsen auf dem Maschinenrahmen bezogen
zwar eine Diagonale, hinterlassen aber auf der Steinoberfläche
rechtwinklig zur Steinbewegungsrichtung verlaufende Geraden.
Wäre nur eine Brennerdüse vorhanden, so wie bei den bisher
gebauten Maschinen, so entstünde eine gebrannte Fläche von der
Breite des Brennflammenstrahls. Die neue Erfindung geht von der
Anordnung von 1 bis 4 und mehr Brennstrahldüsen aus. Die Stel
lung dieser Düsen ist in einem dem jeweils zu bearbeitenden
Material angepaßten und veränderbaren Anstellwinkel so gerich
tet, daß sie in Richtung der Bewegung des den Support tragenden
Schlittens zeigen. Der Abbrand wird durch die Strömungsgeschwin
digkeit der Gase seitlich von den Oberflächen entfernt.
Hieraus folgt, daß die Stellung der Brennerdüsen zur Oberfläche,
nachdem sie die Steinoberflächen in einer Richtung überquert
haben, vor dem Zurücklaufen in die Ursprungsposition geändert
werden muß. Die Düsen werden daher nach dem Erreichen der End
position umgeschaltet und weisen nun in die Gegenrichtung. Die
Stellung der Brennerdüsen kann in und gegen die Transportrich
tung des Schlittens gerichtet sein. Die Anordnung mehrerer Düsen
hat zudem den Vorteil, daß bei einer Überquerung der zu bearbei
tenden Oberfläche, gegenüber den bisher gebauten Maschinen, die
vielfache Leistung erzielt wird. Da die Steine immer in einer
Richtung weiterbewegt werden und die Brennerdüsen nach einer
Überquerung in der gegenüberliegenden Richtung stehen, müssen
die Brennerdüsen vor der Bewegung in die ursprüngliche Stellung
durch Bewegung des Supports in die Ursprungsposition abzüglich
eines Teiles der Bearbeitungsbreite zurückgesetzt werden, so daß
keine unbearbeitete Fläche zurückbleibt, es sei denn, daß beab
sichtigt wird, eine gewisse Fläche unbearbeitet zu lassen und
dadurch ein bestimmtes Oberflächenmuster zu erreichen. Danach
läuft der gleiche Bewegungsvorgang ab wie bei dem Vorlauf, nur
daß der Schlitten nun in die entgegengesetzte Richtung zurück
läuft. Sodann wiederholen sich die Vorgänge: Zurücksetzen des
Supports mit Berücksichtigung des Steinvorschubweges, Vorlauf
des Supports synchron mit der Steinvorlaufgeschwindigkeit und
Querlauf des Schlittens bis in die Gegenposition.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß ein Support mit zwei so ange
ordneten Düsenstöcken ausgerüstet ist, daß durch das Zurücklegen
von nur der Hälfte des bisher erforderlichen Schlittenweges die
gesamte Rollgangbreite beflammt werden kann. Dieses System ist
insbesondere dann vorteilhaft anzuwenden, wenn die Werkstück
aufgabe des Rollganges geteilt ist.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine weitere Neuerung, nach
der die Rollgänge wassergekühlt, aus hochhitzebeständigem Stahl,
oder mit einer hochhitzebeständigen Schutzschicht versehen wer
den. Da sich die Rollgänge gegenüber der bekannten Technik
ständig drehen und nicht mehr ruckartig vorwärtsbewegt werden,
ist eine effektive Kühlung der mit den Flammen in Berührung
kommenden Rollenoberflächen möglich. Dabei kann das Kühlwasser
durch die Rollen der Rollgänge geführt werden, die Rollen der
Rollgänge können aber auch in einem Wasserbad laufen. Hierdurch
wird eine erheblich längere Lebensdauer für die Rollgänge er
reicht.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das
Kühlwasser, das zum Kühlen der Brennerdüsen benötigt wird, vor
her den pneumatisch betätigten Düsenumschaltzylinder kühlt,
womit der Wasserverbrauch gesenkt wird.
Durch kontinuierlichen Vorschub ohne Stillstandszeiten wird der
Gasverbrauch reduziert und die Durchsatzleistung vergrößert. Die
vorliegende Erfindung weist als weiteren Vorteil einen
Gall′schen Kettentrieb mit nur einer durchgehenden Kette auf.
Über diese Kette sind alle Rollgänge mit Antriebsrädern mitein
ander verbunden und durch Kettenspannvorrichtung mit Kettenbruch
sicherung mit minimalem Schlupf anzutreiben. Bei Maschinen, die
nach der bisher bekannten Art betrieben werden, bleiben bei
einem Kettenbruch in Richtung des Triebes die Rollgänge stehen,
ohne daß die Antriebssicherung anspricht.
Beide Maschinenarten, die Brennmaschine wie auch die Stock
maschine, haben eine Formerkennungsvorrichtung aus Grenztastern.
In einem koordinaten System werden über der zu erkennenden
Fläche Grenztaster so installiert, daß alle geometrischen
Flächenformen erkannt werden können. Die Grenztaster werden
jeweils vor Beginn der Bearbeitung auf die gewünschte Werkstück
dicke eingestellt. Die Vorrichtung ist in entsprechender Ent
fernung vom Brenner installiert, so daß infolge Wärme weder eine
Beschädigung erfolgt noch Meßfehler auftreten können. Die Form
erkennungsvorrichtung schaltet die Brennerdüsen ein und aus und
steuert die Bewegungen der Stockhämmer. Sie dient der Einsparung
von Energie und verhindert die bisher üblichen Randbeschädigun
gen der Steinoberflächen. Die Betätigung der Stockhämmer erfolgt
über elektrische Hubmagnete oder pneumatische Stellzylinder. Öl
betätigte Stellglieder sind bei der Steinbearbeitung uner
wünscht, da bei Leckagen auf den bearbeiteten Oberflächen
unerwünschte Verunreinigungen entstehen können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand
der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Flammvorrichtung in einer Seitenansicht und
Fig. 2 eine Flammvorrichtung in einer perspektivischen
Ansicht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird ein zu bearbeitender Stein 1
auf Rollgängen 2 gefördert, und zwar in einer Richtung senk
recht zur Zeichenebene der Fig. 1. Oberhalb des Steines befindet
sich der Düsenstock 3, der um eine horizontal verlaufende Achse
4 schwenkbar gelagert ist. Hierdurch ist eine Winkelverstellung
und Umschaltung des Düsenstocks 3 möglich. An der Oberseite des
Düsenstocks 3 wird über eine erste Rohrleitung 5 Sauerstoff und
über eine zweite Rohrleitung 6 Gas zugeführt. An der Unterseite
des Düsenstocks 3 befinden sich die Düsenöffnungen 7. Der Düsen
stock 3 ist wassergekühlt, wobei das Kühlwasser durch den Rohr
stutzen 8 in den Düsenstock eintritt und über den Rohrstutzen 9
aus dem Düsenstock wieder austritt. Das Kühlwasser gelangt an
schließend auf die Steinoberfläche 10. Die aus den Düsenöffnun
gen 7 austretende Flamme 11 trifft im Winkel auf die Steinober
fläche 10 auf.
Die Fig. 2 zeigt die Flammvorrichtung in einer perspektivischen
Ansicht. Auf dem Gestell 12 sind die Rollgänge 2 drehbar gela
gert. Die Steine 1 werden auf den Rollgängen 1 in Transport
richtung 13 bewegt. Es sind zwei Düsenstöcke 3 vorgesehen. Jeder
Düsenstock ist mit einem Schlitten 14 verbunden, der in hori
zontaler Richtung 15 senkrecht zur Transportrichtung 13 hin- und
herbewegbar ist. Der Schlitten befindet sich auf Supports 16,
die in Transportrichtung 13 hin- und herbewegbar sind. Durch die
Überlagerung der Supportbewegung mit der Schlittenbewegung wird
erreicht, daß sich die Flammen 11 relativ zu den Steinen 1 nicht
in Transportrichtung bewegen. Die Rollen 2 werden von Kühlwasser
17 durchströmt.
Claims (28)
1. Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Steinober
flächen durch Brennen oder Stocken,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zu bearbeitenden Werkstücke mit einem umschaltbaren,
wassergekühlten, mehrere nebeneinander liegende Düsen auf
weisenden Düsenstock oder mehrere Stockhämmer aufweisenden
Hammerstock geflammt oder gestockt werden, indem die Werk
stücke auf einem mit bruchüberwachter, ständig gespannter
Rollenkette angetriebenen Rollgang an einer Formerkennungs
stelle vorbeigeführt werden, über wassergekühlte Rollen
unter dem Brennraum stufenlos vorwärtsbewegt werden, und
unter einem mit Brennerdüsen oder Stockhämmern versehenen,
quer zur Bewegungsrichtung der Werkstücke sich bewegenden
Schlitten, an dem ein Support in und gegen die Bewegungs
richtung der Werkstücke bewegt wird, ohne Stillstand
programmgesteuert hindurchbewegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke synchron verläuft mit
der Vorschubgeschwindigkeit des brennertragenden Supports.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke in Abhängig
keit der Formerkennung gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ein- und/oder Ausschaltung der
Brennerdüsen in Abhängigkeit der Formerkennung der Werk
stücke gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Sicherheitsabschaltung der Brenner
düsen in Abhängigkeit der Rollenketten (Gall′schen Kette)-
Bruchüberwachung erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorschub der Werkstücke stufenlos
erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollen der Rollgänge unter dem
Brennerraum wassergekühlt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollen der Rollgänge von innen
gekühlt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollen der Rollgänge von außen
gekühlt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brennerdüsen bezogen auf den
Maschinenrahmen eine Diagonalbewegung von einer Seite zur
anderen Seite und umgekehrt vollziehen.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brennerdüsen am Support durch eine
gegenüber der Vorschubbewegung der Werkstücke schnellere
Rückwärtsbewegung des am Schlitten befestigten Supports in
eine neue Ausgangsposition gebracht werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Brenndüsen der
Werkstoffbeschaffenheit der Werkstücke angepaßt werden kann.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brennerdüsen so gerichtet sind, daß
sie den Abbrand seitlich über den Werkstückrand hinweg
blasen.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brennerdüsen bei Erreichen der je
weiligen Endstellung so umgeschaltet werden, daß sie in die
entgegengesetzte Richtung zeigen.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß anstelle der Brennerdüsen ein und/oder
mehrere Stockhämmer verwendet werden können.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß auf einem und/oder mehreren Rollgängen
zur gleichen Zeit Steinoberflächen geflammt und/oder ge
stockt werden können.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß an einem Schlitten ein oder mehrere
Supports befestigt werden.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rollgänge unter dem Brennraum über Drehdurchführungen
von innen wassergekühlt werden und daß das Kühlwasser über
seitliche Öffnungen in den Rollen nach beiden Seiten frei
abfließen kann.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß über dem Rollgang eine Grenztasterformation im
Koordinatensystem angeordnet ist, die die jeweilige Form des
daran vorbeigeführten Werkstückes erkennen kann.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der Brennerdüsenstock über einen pneu
matisch wirkenden Zylinder gedreht wird, so daß die Brenner
düsen bei dem Rücklauf des Schlittens in die entgegenge
setzte Richtung weisen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß der Brennerdüsenstock über einen Dreh
magneten bewegt wird.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß Drehvorrichtung, Düsenstock und Brenner
düsen wassergekühlt werden.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kühlwasser die einzelnen Vorrich
tungen parallel und/oder in Reihenschaltung durchfließt.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einzelrollen des Rollganges mit
Antriebskettenrädern ausgestattet sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kettenräder über eine gemeinsame
Rollenkette angetrieben werden.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollenkette über eine Gegenrolle mit
Spanngewicht ständig gespannt wird.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spannzustand über einen Grenztaster
überwacht wird.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die von dem Support getragenen Stock
hämmer über Pneumatikzylinder bewegt werden.
Priority Applications (5)
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DE8915787U DE8915787U1 (de) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Vorrichtung zur Bearbeitung der Oberflächen von Steinen durch Brennen oder Stocken |
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8181 | Inventor (new situation) |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |