DE8508100U1 - Mischblock für ein brennbares Gasgemisch - Google Patents

Description

Gebrauchsmusteranmeldung G 85 θ8 100.0 R. 3 991^ Robert Bosch GmbH, Stuttgart 29·¹».1985 St/Pi

Mischblock für ein brennbares Gasgemisch Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Mischblock nach der Gattung des P**-«MAnspruchs i. Bei den besonders angesprochenen Anlagen zum thermischen Entgraten von Werkstücken, welche mit einem solchen Mischblock versehen sind, werden beispielsweise Wasserstoff und Sauerstoff aus einem Vorrat in Druckzylinder eingelassen, um danach von Gaseinstoßkolben unter erheblicher Verdichtung bis* zu 100 bar durch den Mischblock in einen gasdicht verschlossenen, die zu entgratenden Werkstücke aufnehmenden Brennraum gedrückt zu werden. Beim Zünden des Gasgemisches entsteht eine explosionsartige Verpuffung, durch deren Wirkung unerwünschte Grate wegschmelzen bzw. mit Hilfe eines gewissen Sauerstoffüberschusses wegbrennen. Dabei treten kurzzeitig Temperaturen bis 3500° C und Drücke in der Größenordnung von 1000 bar auf.

Eei einer bekannten Anlage zum thermischen Entgraten ist der Mischblock als Bauteil an die Werkstück-Bearbeitungskammer angeflanscht und enthält neben den Gaszuführungsbohrungen und der Mischkammer die zum Zünden des Gasgemisches notwendige Zündkerze. Beim Zünden des Gasgemisches schreitet die Explosionsfront, ausgehend vom Bereich der Zündkerze in Richtung des Brennraums der Werkstück-Bearbeitungskammer fort. Durch den hohen Explosionsdruck und die hohen Verbrennungstemperaturen im Brennraum wird auch der unmittelbar an die Werkstück-Bearbeitungskammer angeschlossene Mischblock sehr hohen Belastungen ausgesetzt.

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Insbesondere verursacht der Verbrennungsrückstoß einen starken Verschleiß der Mischkammer des Mischblocks. Außerdem gelangen beim Entgratvorgang anfallende Verbrennungsrückstände in den Misch- und Zündkanal, was zu Ausfällen der im Takt arbeitenden Entgratanlage führen kann.

Ur; die Standzeit des Mischblocks und die Zuverlässigkeit der Anlage zu erhöhen, wurde zwischen der Werkstück-Bearbeitungskammer und dem Mischblock eine Gasstaustufe angeordnet, deren labyrinth- oder mäanderförmig verlaufenden Leitungen die Geschwindigkeit der heißen, zurückströmenden Gase reduzieren und Verbrennungsrückstände auffangen. Die Gasstaustufe ist naturgemäß einem hohen Verschleiß unterworfen und muß daher öfter ausgetauscht werden. Beim Zünden des Gasgemisches verbrennt auch das im Misch- und Zündkanal des Mischblocks befindliche Gemischvolumen und verursacht an diesen Stellen einen gewissen Verschleiß. Hiergegen bietet die bekannte Gasstaustufe keinen Schutz, was letztlich bedeutet, daß trotz Vorhandensein einer solchen Stufe auch der Mischblock noch relativ oft ersetzt werden muß.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Mischblock mit den kennzeichnenden Merkmalen des jkn Spruchs 1 erbringt demgegenüber den Vorteil, daß die als Verschleißteil konzipierte Gasstaustufe und die Mischkammer gegenüber dem Mischblock abgeschirmt sind. Die gemischführenden und damit extrem heis-· sen Bereiche befinden sich alle innerhalb der Hülse. Damit bleibt der Verschleiß auf relativ billige, austauschbare Teile, nämlich eine Hülse mit darin angeordneter Gasstaustufe und Mischkammer beschränkt, während der teuere Mischblock-Grundkörper bei rechtzeitigem Austausch dieser Teile

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unversehrt erhalten bleibt. Außerdem wird die Wartung des Mischblocks vereinfacht. Durch Austausch der Hülse entfällt die aufwendige Reinigung von Verbrennungsrückständen, wie sie bisher bei Labyrinth-Mischblöcken erforderlich war.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Mischblocks möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Hülse in einer als Paßsitz ausgebildeten Bohrung des Mischblocks anzuordnen und mit Radialbohrungen zu versehen, die mit den im Mischblock ausgebildeten Gaszuführungsbohrungen fluchten. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht ferner darin, daß die Hülse einen massiven Bolzen umschließt, an dessen Umfang in Höhe der Gaszuführungsbohrungen ein Ringkanal als Mischkammer und daran anschließend ein die Gasstaustufe bildendes System aus ineinander übergehenden Nuten ausgebildet ist.

Zeichnung

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt die wesentlichen Teile eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mischblocks in einem Längsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei dem in der Figur dargestellten Mischblock 25 ist die Gasstaustufe mitsamt der Mischkammer in einer Hülse 26 untergebracht, die austauschbar in einer Bohrung 27 des Mischblocks 25 sitzt. An die Bohrung 27 schließt sich eine koaxiale Bohrung 28 mit kleinerem Durchmesser an, die gleichfalls durch eine austauschbare Hülse 29 ausgekleidet ist. Die Hülse 29 hat einen Durchbruch 30 für eine Zündkerze

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und enthält einen in den Brennraum der Werkstück-Bearbeitungskammer führenden Zündkanal 32.

Außerdem enthält der Mischblock 25 zwei Gasanschlußbohrungen 33, 3¹* und Gaszuführungsbohrungen 35, 36 für Sauerstoff una Brenngas. Die Bohrungen 35, 36 sind als koaxiale Sacklochbohrung ausgeführt, die durch einen Gewindestopfen 37 verschlossen ist. Die Anschlußbohrung 33 führt in eine mehrfach abgestufte Ventilbohrung 38, welche in die Gaszuführungsbohrung 35 mündet. In der Bohrung 38 ist eine Führungshülse 39 für einen Ventilstößel Uo angeordnet, dessen als Halbkugel ausgebildetes Ende U1 mit einer als Ventilsitz dienenden Hülse U2 zusammenarbeitet. Den Ventilstößel umschließt eine Feder 1*3, die das Ventil in Offenstellung zu halten sucht. Die die Feder U3 überwindende Schließkraft für das Ventil wird von einer nicht dargestellten Hydraulik aufgebracht.

Zwischen den Bohrungen 3¹* und 36 für die Brenngaszufuhr ist eine identische Ventilanordnung angebracht, von welcher der Übersichtlichkeit wegen nur ein Ventilstößel Uk und eine Öffnungsfeder 1*5 für das Ventil dargestellt sind.

In einem mit einem Innengewinde versehenen Fortsatz der Bohrung 27 sitzt ein Gewindestopfen 1*6, welcher die Bohrung nach außen hin verschließt. Der Gewindestopfen U6 drückt die in der Bohrung 27 befindliche Hülse 26 über eine elastische Dichtung 1+7 gegen die Übergangsfläche zwischen den Bohrungen 27 und 28.

Die Hülse 26 hat zwei Radialbohrungen 1*8, 1*9, die mit den Gaszuführungsbohrungen 35, 36 fluchten. Außerdem ist in die Hülse ein massiver Bolzen 50 eingeschweißt. Am Umfang dieses Bolzens ist in Höhe der Bohrungen Π8, ho ein als

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Gasmischkammer dienender Ringkanal 51 ausgebildet. Der Umfang des Bolzens 50 ist ferner mit als Gasführungskanäle dienenden Nuten 52, 53 versehen, von denen die parallel zueinander liegenden Nuten 52 ringförmig über den Umfang des Rundkörpers 50 verlaufen, während die Nuten 53 die Verbindung zwischen den Nuten 52 und dem Ringkanal 51 herstellen. Der Rundkörper hat an seinem der Hülse 29 zugekehrten Ende eine zentrische Bohrung 5^> deren Durchmesser dem Innendurchmesser der Hülse 29 entspricht und in welche eine Gasführungsnut 53 mündet.

Zur Aufnahme der in den Zündkanal 32 ragenden Zündkerze 31 ist im Mischblock eine Bohrung 55 vorgesehen. Diese enthält eine Hülse 56 als Paßsitz für die Zündkerze sowie eine die Kerze in den Paßsitz pressende Gewindebuchse 57·

Der Ringkanal 51 und die Nuten i?2, 53 bilden zusammen einen statischen Mischer zum Vermischen mehrerer Gaskomponenten, welcher gegenüber dem Mischblock 25 durch die Hülse abgeschirmt ist. Die Hülse 26 und der Bolzen 50 bilden dabei eine kostengünstig herstellbare, als Verschleißteil konzipierte Baueinheit, die im Bedarfsfall nach Herausdrehen des Gewindestopfens U6 einfach und schnell ausgewechselt werden kann. Eine erste Vermischung erfahren die Gaskomponenten in dem Ringkanal 51, wobei die Gaszuführungsbohrungen 35, 36 zur Erzeugung eixier die Vermischung verbessernden Drallströmung auch tangential in den Ringkanal 51 einmünden können. In der Gasstaustufe wird die Vermischung durch Umlenkung und Verwirbelung der Gase in den Nuten 52, 53 verbessert, so daß im Bereich der Zündkerze 31 ein sehr zündfreudiges Gemisch vorhanden ist, das eine gute Reproduzierbarkeit der Entgratergebnisse sicherstellt.

Außer der beschriebenen Funktion als statischer Mischer für die Gaskomponenten beim Gaseinstoßvorgang erfüllt die

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Gasstaustufe einen weitere, wichtige Funktion, indem sie nach der Explosion des Gasgemisches den Rückstrom der heissen und unter hohem Druck stehenden Gase aus dem Brennraum durch Umlenkung in den Nuten 52, 53 und im Ringkanal 51 abblockt, und dadurch eine übermäßige Belastung der Gas — Zuführungsleitungen und der Ventile durch Hitze und Druck verhindert. Der durch den Gasrückstoß verursachte Verschleiß beschränkt sich auf die Hülse 26 und den Bolzen 50, während am Mischblock-Grundkörper bei rechtzeitigem Austausch der Teile 26, 50 kein nennenswerter Verschleiß auftritt. Der Austausch der Hülse 26 mit Bolzen 50 ist sehr einfach und weit weniger kostspielig als ein Ersatz des gesamten Mischblocks.

Claims (3)

• · H. 1,991k 7.3..1985 St/Pi ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1 Ansprüche

1. Mischblock für ein aus mindestens zwei Komponenten be- -v stehendes, brennbares Gasgemisch zur Behandlung von Mate-

"""" rialien mittels Temperatur- und Druckstoßen durch Zünden des Gasgemisches, insbesondere für thermische Entgratanlagen, mit einer GasZuführungsbohrung für jede Gaskomponente, die in einen Misch- und Zündkanal mündet, der eine Mischkammer und eine Gasstaustufe enthält, "oadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (5I) und die Gasstaustufe (52, 53) von einer Hülse (26) umschlossen sind, die austauschbar im Mischblock (25) angeordnet ist.

2. Mischblock nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Hülse (26) in einer als Paßsitz ausgebildeten Bohrung (27) des Mischblocks (25) angeordnet und mit Radialbohrungen (^8, k9) versehen ist, die mit den im Mischblock ausgebildeten Gaszuführungsbohrungen (35, 36) fluchten.

3. Mischblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hülse (26) aufnehmende Bohrung (27) nach außen hin durch einen Gewindestopfen (^6) und eine zwischen diesem und der Hülse befindlichen Dichtung (^7) verschlossen ist.

h. Mischblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (26) einen massiven Bolzen (50) umschließt, an dessen Umfang in Höhe der Gaszuführungsbohrungen-(35, 36) ein.Ringkanal (51) als Misch-

kammer und daran anschließend ein die Gasstaustufe bildendes System aus ineinander übergehenden Nuten (52, 53) ausgebixdet sind.