INSTALLATION FOR THE TREATMENT OF WORK PIECES WITH AN EXPLOSIVE GAS MIXTURE, ESPECIALLY A THERMAL FLASH TRIMMING SYSTEM

Abstract: 1. Installation for handling workpieces (11) with an explosive gas mixture, in particular a thermal deburring installation, having a treatment chamber (10, 34) which can be closed by a closure plate (14) and is intended for accommodating the workpiece (11), with if necessary a mixing block (26) for mixing and igniting the mixture of fuel gas and oxygen being connected to the treatment chamber (10, 34) via a supply channel (31, 38) which crosses the head part (13) of the treatment chamber (10, 34), preferably opens out vertically into the chamber (10, 34) and runs entirely or partly in interchangeable inserts (40) of heat-resistant material which are held in recesses (42) of the head part, characterized in that at least the insert (40) directly exposed to the explosion pressure in the treatment chamber (34) and intended for the part of the feed channel (38) opening out into the chamber has a conical shape with a diameter decreasing in the direction of the explosion pressure, and that the recess (42) provided in the head part (36) of the treatment chamber (34) is made as a press fit for the conical insert.

Description: Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit einem explosiven Gasgemisch, insbesondere thernaische nt grat anlage Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Anlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei den besonders in Bezug genommenen Anlagen zum t,hermischen En@graten von Werkstücken werden die zu e@tgratenden Werkstücke in eine Bearbeitungskammer eingebracht. In diese Kammer wird Brenngas und Sauerstoff über Dosierventile eingeleitet. Das Gasgemisch wird in eier Bearbeitungskammer durch eine elektrische Zündeinrichtung gezündet. Bei Wasserstoff als Brenngas verbrennt das Gemisch zu Wasser unter Freisetzung von Wärme. Der Vorgang läuft innerhalb weniger Millisekunden ab. Durch die freiwerdende Wärme treten in der Kammer Temperaturen von ca. 3500 C auf. Die in der Bearbcituneskammer auftretenden Drücke des Brenngas-Sauer#;toff-Gemisches liegen bei 40 bar bei Füllung der Kammer. Kurz nach dem Zünden tritt aufgrund der Explosion in der Kammer ein Druck in der Grössenordnung vori ca. 700 bar auf. Der thermische Entgratvorgang bewirkt beim zu entgratenden Werkstück einen gezielten Werkstoffabtrag, insbesondere an den Kanten.' Nachteilig dabei ist jedoch ein ungewollter, örtlich sehr unterschiedlich starker Abtrag an den die Innenwandung bildenden Flächen bzw. Teilen der Bearbeitungskammer und des Gaszuführkanals. Der Abtrag kann bis zu 1 Millimeter pro 50 000 Entgratzyklen betragen. Da die Entgratanlage mit relativ kurzen Taktzeiten arbeitet (z.B. 20 Sekunden), sind die Wände ausserdem hohen thermischen Wechselbelastungen ausgesetzt, was zu Rissbildung durch Thermoschock und somit zu einer starken Reduzierung der Zeitstandfestigkeit führen kann. Um die beim thermischen lar.tgratvserfahren anfallenden Werkzeugkosten zu senken, wird in dem DT-GM 79 27 450 vorgeschlagen, diejenige# Teile der Bearbeitungskammer, die beim Entgratvorgang ,einem besonders hohen Verschleiss ausgesetzt iind, als leieds austauschbare Einsätze zu konzipieren.. Diese Einsätze bestehen bei der bekannten Anordnung aus einem Innenring und einem an diesen angepassten Kopfteil, der durch einen Adapter gehalten wird. Der Zufüh.rkanal für das Gasgemisch ist hierbei im Kopfteil und im Adapter ausgebildet. Dies bedeutet, dass bei einem im Bereich des Zuführkar:#als auftretenden Schaden, beispielsweise bei Auftreten eines Durchbrenners im Kanalbereich, der Kopfteil und/oder der Adapter ausgetauscht werden müssen, was aufgrund der Grösse dieser Teile mit erheblichem Materialaufwand verbunden ist. Man ist daher dazu übergegangen, den Zuführkanal nicht mehr im Ko#f.#eii selbst, sondern in relativ kleinen, austauschbaren Einsätzen anzubringen, die in Ausneh munden des Kopfteils gehalten sind. iese Einsätze haben zylindrische Fort. und werden in zylindrische Bohrungen des Kopfteils eingesetzt. Die Abdichtung des zwischen Einsatz und Ausnehmung vorhandenen Spalts gegenüber der Arbeitskammer erfolgt mittels einer mit der Kammerwand verschweissten Dichtscheibe. Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemässe Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des HaupQanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Mantelflächen von Einsatz und Passsitz selbst für eine optimale Abdichtung gegenüber der Bearbeitungskammer sorgen. Zusätzliche Dichtelemente, z.B. an der Kammerwand befestigte Dichtscheiben, die den Spalt zwischen Einsatz und Ausnehmung dichtend abdekken, werden somit entbehrlich. Dadurch kann der Einsatz im Bedarfsfall sehr rasch ausgewechselt und die Zahl der Dichtelemente reduziert werden. Es ist somit die Möglichkeit gegeben, die erfindungsgemässen Einsatzteile, die verhältnismässig kleine, einfach herstellbare Bauelemente darstellen, auszutauschen, ohne dass dadurch der Aufbau der Anlage wesentlich beeinflusst wird. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anlage möglich. Eine besonders gute Dichtwirkung bei einfacher Herstellungsweise der Teile lässt sich dadurch erzielen, dass der konische Einsatz als Kegelstumpf, vorzugsweise Steilkegelstumpf, ausgebildet ist. Weiterhin ist es zur Erzielung einer optimalen Dichtwirkung über lange Zeit spannen hinweg von Vorteil, den konischen Einsatz nachstellbar in seinem Passsitz anzuordnen. Zum Nachstellen kann hierbei ein eine Bohrung im Kopfteil der Arbeitskammer durchgreifender Gewindebolzen dienen, der in ein Innengewinde eingreift, das in dem der Arbeitskammer abgewandten Ende des konischen Einsatzes ausgebildet ist. Zeichnung Ein Ausführun & beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung mit Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den schematischen Aufbau einer bekannten Anlage zum thermischen Entgraten von Werkstücken, Figur 2 die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäss ausgebildeten Entgratanlage in einem Längsschnitt. Beschreibung der Erfindung In Figur 1 ist mit 10 eine Bearbeitungskammer bezeich- net, in der sich das zu entgratende Werkstück 11 befindet. Die Bearbeitungskammer 10 wird durch einen Innenring 12, einen Kopfteil 13 sowie einen Schliessteller 14 begrenzt, welche die Kammerwände bilden. Das Werkstück 11 ruht hierbei auf dem in Richtung des Doppelpfeils 15 bewegbaren Schliessteller 14, welcher vor Auslösung des Entgratvorgangs an die Stirnfläche des Innenrings 12 angelegt wird. Zwischen Teller 14 und Stirnfläche ist ein Dichtring 16 angeordnet. Ein weiterer Dichtring 17 befindet sich zwischen der anderen Stirnfläche des Innenrings 12 und dem Kopfteil 13. Der Innenring 12 ist von einem Kühlring i mit Kühlt schlange 19 umgeben. Dem Kopfteil 13 ist ein Adapter 20 angepasst. Dieser Ist ähnlIch wie der Kühlring 18 ausgebildet und mit hlschlangen 21 versehen, die die Kühlung des Kopfteiles 13 übernehmen. Die Teile 18, 20 werden durch nicht gezeigte Verbindungsmittel, beispielsweise Zuganker, zlsammengehalten. Die Gaskomponenten des Brenngas-Sauerstoff-Gemisches werden durch einen Dosierzylinder 22 für Brenngas sowie einen osierzylirller 23 für Sauerstoff mittels Gaseinstosskolben 24 bzw. 25 in eine an den Adapter 20 angeflanschte Mischkammer 26 eingebracht. Ventile 27, 28 für Brenngas bzw. Sauerstoff steuern den Einlass der Gaskomponenten in die Mischkammer 26. Die Vermischung der Gaskomponenten erfolgt in einer Bohrung 29 der Mischkammer 26. An diese Bohrung schliesst sich eine im Adapter 20 ausgebildete Bohrung 30 an, die ihre Fortsetzung in einer Vertikalbohrung 31 des Kopfteils 13 hat. Letztere mündet in die Bearbeitungskammer 10 und bildet zusammen mit den Bohrungen 29, 30 den Gaszuführkanal der Anlage. Zur Zündung des Gasgemisches dient eine in einer Halterung 32 der Mischkammer 26 sitzende Zündkerze 33. Abweichend von der vorstehend beschriebenen bekannten Anlage ist bei der vorgeschlagenen Anlage der Gaszuführkanal nicht in einem austauschbaren Kopfteil und einem diesen abstützenden Adapter, sondern in austauschbaren Einsätzen ausgebildet, die in Ausnehmungen des Kopfteils gehalten werden und ein wesentlich kleineres Volumen haben als die Teile 13, 20 der bekannten Anlage Die Bearbeitungskammer 34 ist dabei in einem vorzugsweise zylindrischen Block 35 ausgebildet, dessen Kopfteil mit 36 bezeichnet ist. Der von einer Mischkammer 37 ausgehende Gaszuführkanal besteht aus rechtwinkelig zueinander angeordneten Sacklochbohrungen 38, 39, 39a von denen die vertikal verlaufende, in die Bearbeitungskammer 34 mündende Bohrung 38 sowie die Bohrung 39 in einem Einsatz 40, die Bohrung 39a in einem Einsatz 41 ausgebildet ist. Der mit der Vertikalbohrung 38 versehene Einsatz 40 hat hierbei eine konische Form, wobei die Im Kopfteil 36 des Blocks 35 ausgebildete Ausnehmung 2 als Passsitz für den Einsatzkonus ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel dient als Einsatzkonus ein Steilkegelstumpf, dessen den grösseren Durchmesser aufweisende Stirnfläche 43 einen Teil der Decke 44 der Bearbeitungskammer 34 bildet und somit dem Explosionsdruck in der Bearbeitungskammer unmittelbar ausgesetzt ist. Dieser Druck presst den Kegelstumpf beim Entgratvorgang mit seiner Mantelfläche 5 gegen die Fläche des Passsitzes 42, so dass eine grossflächige Abdichtung des Einsatzes 140 gegenüber den Kopfteil 36 des Blocks 35 erzielt wird. Zusätzlich kann im Bereich der Mantelfläche 45 noch ein Dichtring 46 aus elastischem, hitzebeständigem Material angeordnet sein, der in einer Ringnut 147 des Passsitzes 42 untergebracht ist. Das der Bearbeitungskammer 34 abgewandte Ende des kegelförmigen Einsatzes 40 hat einen zylindrischen Fortsatz 48, der in eine Bohrung 49 des Kopfteils 36 hineinragt. An die Bohrung 49 schliesst sich eine Bohrung 50 mit grösserem Durchmesser an, die zur Aufnahme einer Stützscheibe 51 und des Kopfes 52 eines Gewindebolzens 53 dient. Dieser Gewindebolzen, welcher ein Loch der Stützscheibe durchgreift, steht mit einem Innengewinde 54 in Eingriff, das in de vorsatz 9 des Einsatzes -J gebildet ist. Der Gewindebozen 53 gestattet ein bedarfs- weises Nachstellen des Einsatzes 0, derart, dass des- sen Mantelfläche 5 stets mit einem bestimmten Druck an der Mantelfläche der Ausnehmung 42 anliegt. Der Einsatz 40 besteht vorzugsweise aus einem hite- beständigen Stahl, beispielsweise aus X10 Cr A17 (zunderbeständig bis 8000 r) oder X 15 5r TTiSi2520 (zun- derbestandig bis 12000 r). Bei einem Verschleiss der Mantelfläche des Einsatzes 4G kann diese mehrmals nachgearbeitet werden. ¯T der damit verbundenen Durchmesser-Reduzierung des Einsatzes Rechnung zu tragen, hat der Einsatz im Neuzustand einen kleinen Überstand a gegenüber der necke 44 der Bearbeitungskammer 34. Nach ein- oder zweimaliger siachbearbeitung verschwindet dieser überstand und die Stirnfläche 43 des Einsatzes liegt dann in Höhe der Deckenfläche 44 der Bearbeitungskammer 34. Der mit der Gaszuführbohrung 39 versehene Einsatz 41 hat zylindrische Form und ist in einer Bohrung 55 des Kopfteils 36 untergebracht. An die Bohrung 55 schliesst sich eine im Einsatz 40 ausgebildete Bohrung 56 mit etwas grösserem Durchmesser an, die das Endstück des Einsatzes 141 aufnimmt. Die Stirnfläche dieses Endstückes stützt sich gegen einen Dichtring 57, der in einer Ringnut 58 des Einsatzes 40 untergebracht ist. Das der Mischkammer 37 zugekehrte Ende des Einsatzes 41 ist von einem weiteren Dichtring 59 umgeben, welcher in einer Ringnut 60 des Kopfteils 36 sitzt. Bei der Montage werden zunächst die Dichtringe 146, 57 in die Ringnut 47 bzw. 58 eingebracht. Anschliessend wird der Einsatz -0 in die Ausnehmung 2 gesteckt und mit dem Gewindebolzen 53 festgezogen. 3sodann wird der Einsatz 41 in die Bohrung 55 eingeschoben, der nicht ring 59 in die Ringnut 60 eingesetzt und die 8aisch- kammer 37 an den die Bearbeitungskammer 3" enthalten- den Block 35 angeflanscht. Vor inbetriebnahme setzt man die Bearbeitungskammer unter einen definierten Druck und zieht gegenfalls den Gewindebolzen 53 nach. Um ein lagerichtiges Einsetzen des Einsatzes 40 bezüglich der Bohrung 56 und der Dichtstelle 57, 58 sicherzustellen ist im Kopfteil 36 eine in die Bohrung 49 hineinragende Passfeder 61 verankert, für die im Fortsatz 48 eine Nut 62 vorgesehen ist. Der Einsatz 40 braucht nicht zwingend als Kegelstumpf ausgebildet zu werden, sondern kann auch jede andere konische Form, beispielsweise mit stufiger oder konkav bzw. konvex geformter Yantelfläche aufweisen. Wesent- lich ist, dass der Durchmesser des Einsatzes in wich- tung des Explosicnsdrucks in der Bearbeitungskammer abnimmt, d.h., dass die den grössten Durchmesser aufweisende Stirnfläche des Einsatzes der Bearbeitungskammer zugekehrt ist.

Claims: Ansprüche 1. Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit einem explosiven Gasgemisch, insbesondere thermische Entgratanlage, mit einer mittels eines Schliesstellers verschliessbaren Bearbeitungskammer zur Aufnahme des Werkstückes, wobei an die Bearbeitungskammer gegebenenfalls ein Mischblock zur Vermischung und Zündung des Brenngas-Sauerstoff-Gemisches über einen den Kopfteil der Bearbeitungskammer durchquerenden und vorzugsweise vertikal in die Kammer mündenden Zuführkanal angeschlossen ist, der ganz oder teilweise in austauschbaren Einsätzen aus hitzebeständlgem Material verläuft, die in Ausnehmungen des Kopfteils gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der dem Explosionsdruck in der Bearbeitungskammer (34) unmittelbar ausgesetzte Einsatz (40) für den in die Kammer mündenden Teil des Zuführkanals (38) eine konische Form mit in Richtung des Explosionsdrucks abnehmenden Durchmesser hat, und dass die im Kopfteil (36) der Bearbeitungskammer vorgesehene Ausnehmung (42) als Passsitz für den konischen Einsatz ausgebildet ist. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Einsatz (140) als Kegelstumpf, vorzugsweise als Steilkegelstumpf, ausgebildet ist. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Einsatz LY; nachstellbar in seinem Passsitz (42) angeordnet ist. 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Nachstellen des konischen Einsatzes (G) ein eine Bohrung (45) im Kopfteil (36) der Bearbeitungskammer 3a) durchgreifender Gewindebolzen (53) dient, der in ein innengewlnde '5a) eingreift, dass in dem der Be arbeitungskammer abgewandten Ende 'L8) des konischen Einsatzes ausgebildet ist. 5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Bearbeitungskammer (34) zugekehrte Stirnfläche (43) des konischen Einsatzes (40) einen Überstand (a) gegenüber der dem Passsitz (42) für den Einsatz aufweisenden Wandfläche (44) der Bearbeitungskammer hat. 6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem konischen Einsatz (40) befindliche Zuführkanal aus zwei sich kreuzenden Sacklochbohrungen (38, 39) besteht. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die durch die Mantelfläche des konischen Einsatzes (40) austretende Sacklochbohrung (39a) eine weitere Bohrung (39) anschliesst, die in einem in die Mischkammer (37) führenden Einsatz (41) ausgebildet ist. 8. Anlage nach An#spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem konischen Einsatz (40) zugekehrte Stirnfläche des vorzugsweise zylindrischen Form aufweisenden wei teren Einsatzes (41) an einem Dichtring (57,' anliegt, der in einer die Sacklochbohrung 39) umgebenden Ringnut (58) des konischen Einsatzes to) sitzt. 9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Passsitz (142) für den konischen Einsatz mit einer Ringnut (47) zur Aufnahme eines an der Mantelfläche des konischen Einsatzes anliegenden Dichtrings (46) versehen ist.

Inventors: CONRAD, HANS-JURGEN, PFEIFFER, EBERHARD, Conrad, Hans-Jürgen
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1984
Main classification: B23K37
IPC codes: B23D79, B22D31, B23K20