DD148024B1

DD148024B1 - METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING FREE OF CHARGE WORKSTUECKE

Info

Publication number: DD148024B1
Application number: DD21780279A
Authority: DD
Inventors: Hans U Kaestner
Original assignee: Sasnowski Hydraulik Nord
Priority date: 1979-12-19
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1987-04-29
Also published as: DD148024A1

Description

Characteristic of the known technical solutions

Ein Verfahren zur Herstellung gratfreier Werkstücke auf thermisch-chemischer Grundlage ist grundsätzlich mit der US-PS 3.475.229 bekanntgeworden. Dieses Verfahren dient der Entfernung überflüssiger Vorsprünge dünnen Querschnitts, wie scharfe Kanten und Grate von Werkstücken und Fertigungsgegenständen eines wesentlich dickeren Querschnitts.A method for producing burr-free workpieces on a thermal-chemical basis has basically become known from US Pat. No. 3,475,229. This method serves to remove superfluous projections of thin cross-section, such as sharp edges and burrs of workpieces and articles of manufacture of a substantially thicker cross-section.

Das zu behandelnde Werkstück wird zunächst in eine druckdicht abgeschlossene Kammer gelagert. In diese Kammer wird ein komprimiertes Gasgemisch eingeleitet und elektrisch gezündet. Dabei entsteht ein Hitzeschock, dessen Temperatur ausreicht, die überflüssigen Vorsprünge ohne Beeinträchtigung des Werkstückes zu entfernen.The workpiece to be treated is first stored in a pressure-tight sealed chamber. In this chamber, a compressed gas mixture is introduced and ignited electrically. This creates a heat shock whose temperature is sufficient to remove the superfluous projections without affecting the workpiece.

Die kurzfristig herrschenden Temperatur- und Druckwerte werden von der Art des Materials des Werkstückes bestimmt.The short-term prevailing temperature and pressure values are determined by the nature of the material of the workpiece.

Als Gasgemisch kommen gemäß der vorgenannten US-PS 3.475.229 Wasserstoff, Naturgas und niedere Alkane, Alkene und Alkine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in Verbindung mit einem Oxydationsmittel wie z. B. reiner bzw. mit Luft verdünnter Sauerstoff, Luft, Halogene usw. zur Anwendung.As a gas mixture according to the aforementioned US Patent 3,475,229 hydrogen, natural gas and lower alkanes, alkenes and alkynes having 1 to 4 carbon atoms in combination with an oxidizing agent such as. As pure or diluted with air, oxygen, air, halogens, etc. are used.

Eine entsprechende Anlage zu r Durchführung dieses Verfahrens besteht im Groben aus einem Gasdosiersystem, bestehend aus zwei Dosierzylindern zur Abmessung der erforderlichen Volumenmenge der beiden Gase, dem Mischblock und einer stabilen und verschließbaren Druckkammer.A corresponding plant for r implementation of this method consists roughly of a Gasdosiersystem consisting of two metering cylinders for measuring the required volume amount of the two gases, the mixing block and a stable and closable pressure chamber.

In der praktischen Anwendung dieses Verfahrens werden als oxydierbares Gas Wasserstoff, Methan oder Erdgas und als Oxydationsmittel Sauerstoff bevorzugt.In the practical application of this method are preferred as oxidizable gas hydrogen, methane or natural gas and oxygen as the oxidant.

Alle diese oxydierbaren Gase bzw. Gasgemische haben gemeinsam, daß sie zwar unterschiedliche aber jederzeit konstante brenntechnische Eigenschaften besitzen.All of these oxidizable gases or gas mixtures have in common that they have different but always constant combustion properties.

Daraus ergeben sich jedoch bei der Beschaffung und Bereitstellung einige Probleme.However, there are some problems with procurement and deployment.

Wasserstoff, Methan und Erdgas sind in der Anschaffung relativ teuer. Außerdem können Wasserstoff und Methan nur im abgefüllten Zustand bereitgestellt werden, was einen erheblichen Aufwand für den Transport und die Lagerung erforderlich macht.Hydrogen, methane and natural gas are relatively expensive to buy. In addition, hydrogen and methane can be provided only in the filled state, which requires a considerable effort for transport and storage.

Die Verwendung von Erdgas scheitert überall dort, wo kein Anschluß an eine Ferngasleitung möglich ist.The use of natural gas fails wherever no connection to a gas pipeline is possible.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung gratfreier Werkstücke zu entwickeln, das in ihrer Betreibung rationell und kostengünstig ist.It is the object of the invention to develop a method for producing burr-free workpieces, which is rational and inexpensive in their operation.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Verfahren zur Herstellung gratfreier Werkstücke die Anwendung eines geeigneten oxydierfähigen Gases bzw. Gasgemisches zu ermöglichen.The object of the invention is to enable the application of a suitable oxydierfähigen gas or gas mixture for a method for producing burr-free workpieces.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als oxydierfähiges Gas bzw. Gasgemisch ein Gasgemisch mit nichtkonstanten brenntechnischen Eigenschaften verwendet wird.According to the invention, this object is achieved in that a gas mixture with non-constant combustion properties is used as oxidizable gas or gas mixture.

Die Erfindung bezieht sich vorwiegend auf die Verwendung von Stadtgas. Es können jedoch auch alle anderen z.B. in der Industrie anfallenden Mischgase zur Anwendung kommen. Der entscheidende Vorteil dieser Erfindung ist darin zu sehen, daß derartige Anlagen, die vorwiegend im Maschinenbau zum Entgraten von spanungsbearbeiteten Werkstücken angewendet werden, mit einem billigen Gasgemisch betrieben werden können, das wie im Falle von Stadtgas überall zur Verfügung steht.The invention relates primarily to the use of town gas. However, all others, e.g. used in industry mixed gases are used. The key advantage of this invention is the fact that such systems, which are mainly used in mechanical engineering for deburring machined workpieces, can be operated with a cheap gas mixture, which is everywhere available as in the case of city gas.

embodiment

Fig. 1: Schemadarstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen VerfahrensFig. 1: Schematic representation of a system for carrying out the method according to the invention

Das Verfahren zur Herstellung gratfreier Werkstücke arbeitet auf der Grundlage eines unter Wärmeeinfluß stehenden chemischen Prozesses. Dazu wird das zu behandelnde Werkstück 1 innerhalb einer stabilen und verschließbaren Druckkammer 2 von einem Gasgemisch, bestehend aus einem oxydierfähigen Gas und einem Oxydationsmittel, umspült.The process for producing burr-free workpieces operates on the basis of a heat-affected chemical process. For this purpose, the workpiece 1 to be treated is surrounded within a stable and closable pressure chamber 2 by a gas mixture consisting of a oxidizable gas and an oxidizing agent.

Nach einer elektrischen Zündung des Gasgemisches läuft folgende chemische Reaktion ab: Bestandteile des oxydierfähigen Gases und Teile des Sauerstoffs vereinen sich. Dabei wird in einem Temperaturbereich von ca. 3000°C bei entsprechender Kompression Wärme frei, die sämtliche Oberflächen in der Druckkammer beaufschlagt. Die Oberflächen mit geringer Masse wieAfter an electrical ignition of the gas mixture, the following chemical reaction takes place: components of the oxidizable gas and parts of the oxygen combine. In this case, heat is released in a temperature range of about 3000 ° C with appropriate compression, which acts on all surfaces in the pressure chamber. The low mass surfaces like

z. B. Grate werden überhitzt und bilden mit den restlichen Teilen Sauerstoff ein bestimmtes Metalloxyd.z. B. Burrs are overheated and form with the remaining parts of oxygen a certain metal oxide.

Auf Grund der kurzzeitigen Hitzeeinwirkung treten afm Werkstück 1 keine Veränderungen ein. Als oxydierfähiges Gas kann nur ein Gas- bzw. Gasgemisch mit konstanten brenntechnischen Eigenschaften verwendet werden. Stadtgas z. B. besitzt derartige Eigenschaften nicht. In Abhängigkeit von dem GasherstelFungsverfahren besteht Stadtgas aus niederen und höher molekularen Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff und inerten Gasen mit unterschiedlichen und sich verändernden Anteilen.Due to the short-term effect of heat afm workpiece 1 no changes occur. As oxydierfähiges gas only a gas or gas mixture can be used with constant combustion properties. Town gas z. B. does not have such properties. Depending on the gas production process, city gas consists of lower and higher molecular weight hydrocarbons, hydrogen and inert gases with different and varying proportions.

Es hat sich jedoch erwiesen, daß herkömmliches Stadtgas trotz ständig variierender Zusammensetzung bei gleichzeitiger Einhaltung vorgegebener Toleranzbereiche für den Energiegehalt und die nichtbrennbaren Bestandteile für das vorgenannte Verfahren anwendbar ist.However, it has been found that conventional city gas is applicable despite constantly varying composition while maintaining predetermined tolerance ranges for the energy content and the non-combustible constituents for the aforementioned method.

Bei Abweichung von diesem Toleranzbereich macht sich eine Aufbereitung zu einem Gasgemisch mit konstanten brenntechnischen Eigenschaften erforderlich.Deviation from this tolerance range makes it necessary to prepare a gas mixture with constant combustion properties.

Dazu wird Stadtgas mit Luft oder einem Gas mit höherer Heizleistung in einem bestimmten Volumenverhältnis gemischt und über Regel- und Stelleinrichtungen auf die erforderlichen brenntechnischen Werte geregelt.For this purpose, city gas is mixed with air or a gas with a higher heat output in a certain volume ratio and regulated by means of regulating and adjusting devices to the required firing rates.

Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Fig. 1 sinnbildlich dargestellt.A plant for carrying out the method according to the invention is shown in Fig. 1 symbolically.

Danach besteht die Anlage aus dem Misch- und Regelbereich, einem Verdichter 3, einem Gasdruckvorratsbehälter 4 und aus einem Dosier- und Einspeisesystem 5 und der stabilen und verschließbaren Druckkammer 2.Thereafter, the system consists of the mixing and control area, a compressor 3, a gas pressure reservoir 4 and a metering and feed system 5 and the stable and closable pressure chamber. 2

Eingangs des Misch- und Regelbereiches münden zwei Zuleitungen 7; 8 (Stadtgas und Luft) an einer Mischstelle 9 in eine gemeinsame Leitung 10. Vor der Mischstelle 9 sind je eine Meßstelle 11; 12 angeordnet, die über einen Gemischregler 13 und eine Stelleinrichtung 14 mit einem in der Luftleitung 7 befindlichen Stellort 15 in Wirkverbindung stehen.At the entrance of the mixing and control area, two supply lines 7 open; 8 (city gas and air) at a mixing point 9 in a common line 10. Before the mixing point 9 are each a measuring point 11; 12, which are connected via a mixture controller 13 and an adjusting device 14 with a located in the air line 7 setting 15 in operative connection.

Der Mischstelle 9 nachgeordnet befindet sich eine Meßstelle 16, die über eine Brennkegelmeßeinrichtung 17, einem Regler 18, dem Gemischregler 13 und der Stelleinrichtung 14 ebenfalls mit dem Stellort 15 Verbindung hat. Den Abschluß des Misch- und Regelbereiches bildet eine Meßstelle 19, die über eine Heizleistungsmeßeinrichtung 20, einem Regler 21 und einer Stelleinrichtung 22 auf einen Stellort 23 wirkt.Downstream of the mixing point 9 is a measuring point 16, which also has a Brennkegelmeßeinrichtung 17, a regulator 18, the mixture controller 13 and the adjusting device 14 with the location 15 connection. The conclusion of the mixing and control range forms a measuring point 19, which acts on a Heizortmeßeinrichtung 20, a controller 21 and a control device 22 to a location 23.

Die Funktion der Anlage ist folgendermaßen:The function of the system is as follows:

Das oxydationsfähige Gas bzw. Gasgemisch wird über eine Meßstelle 12 dem Misch- und Regelbereich zugeführt. Luft oder Gas mit höherer Heizleistung wird über die Meßstelle 11 eingespeist.The oxidizable gas or gas mixture is fed via a measuring point 12 to the mixing and control area. Air or gas with higher heat output is fed via the measuring point 11.

Vom Sollwert abweichende Volumenteile werden vom Gemischregler 13 über die Stelleinrichtung 14 am Stellort 15 korrigiert.Deviating from the nominal volume parts are corrected by the mixture controller 13 via the adjusting device 14 at the location 15.

Von der Meßstelle 16 wird das mit Luft gemischte Stadtgas einer Brennkegelmeßeinrichtung 17 zugeführt. Abweichungen von der Sollbrennkegellänge werden über den Regler 18, dem Gemischregler 13 und die Stelleinrichtung 14 durch Volumenveränderung der Luft am Stellort 15 ausgeglichen. Die durch die Regelung der Brennkegelhöhe eingetretende Änderung der Wärmeleistung des Gasgemisches wird mittels einer nachgeschalteten Heizleistungsregelung kompensiert.From the measuring point 16, the city gas mixed with air is fed to a Brennkegelmeßeinrichtung 17. Deviations from the nominal firing cone length are compensated via the regulator 18, the mixture regulator 13 and the adjusting device 14 by changing the volume of the air at the setting point 15. The change in the heat output of the gas mixture which occurs as a result of the control of the firing cone height is compensated by means of a downstream heating power control.

Dazu wird das bisher aufbereitete Gasgemisch von der Meßstelle 19 einer Heizleistungsmeßeinrichtung 20 zugeführt. Durch den nachgeschalteten Regler 21, die Stelleinrichtung 22 werden Abweichungen von der Sollwärmeleistung durch Druckerhöhung in der Leitung 10 am Stellort 23 korrigiert.For this purpose, the previously treated gas mixture from the measuring point 19 of a Heizleistungsmeßeinrichtung 20 is supplied. By the downstream controller 21, the adjusting device 22 deviations from the desired heat output by increasing the pressure in the line 10 at the location 23 are corrected.

Anschließend wird das auf definierte brenntechnische Eigenschaften aufbereitete Gas bzw. Gasgemisch in einem Verdichter 3 auf den erforderlichen Nenndruck komprimiert und in einem Gasdruckbehälter 4 bevorratet. Von dort wird das aufbereitete, oxydationsfähige Gas bzw. Gasgemisch in einer Leitung 24 und reiner Sauerstoff in einer Leitung 25 dem Dosier- und Einspeisesystem 5 und über das Mischsystem 6 der druckdicht abgeschlossenen Kammer 2 der Entgratevorrichtung 26 zugeführt. In der Druckkammer 2, in der sich das Werkstück 1 befindet, wird das Gasgemisch elektrisch gezündet.Subsequently, the gas or gas mixture prepared for defined combustion properties is compressed in a compressor 3 to the required nominal pressure and stored in a gas pressure vessel 4. From there, the treated, oxidizable gas or gas mixture in a line 24 and pure oxygen in a line 25 to the dosing and feed system 5 and the mixing system 6 of the pressure-tightly sealed chamber 2 of the deburring device 26 is supplied. In the pressure chamber 2, in which the workpiece 1 is located, the gas mixture is ignited electrically.

Dem Werkstoff des zu entgratenden Werkstückes entsprechend werden durch das Dosier- und Einspeisesystem unterschiedliche Mischungsverhältnisse von oxydierbaren Gasgemisch und Sauerstoff sowie unterschiedliche Drücke in der Kammer realisiert.According to the material of the workpiece to be deburred, different mixing ratios of oxidizable gas mixture and oxygen as well as different pressures in the chamber are realized by the metering and feed system.

Bekannt sind Mischungsverhältnisse von 7:6 und 1:1 und Drücke von 5-35bar.Mixture ratios of 7: 6 and 1: 1 and pressures of 5-35bar are known.

Claims

A process for producing burr-free workpieces, wherein a oxidizable gas or gas mixture is mixed with a suitable oxidizing agent in a certain ratio, compressed and ignited in a stable and closable pressure chamber, characterized in that as oxydierfähiges gas or gas mixture, a gas mixture with non-constant combustion properties how city gas is used.

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Field of application of the invention

The invention relates to a method for producing burr-free workpieces, in which a workpiece is exposed to a short heat shock while burrs, sharp corners and edges are burned.

The process is mainly following machining process on workpieces from all common in mechanical engineering materials such. As steel, cast and alloys, non-ferrous metals and plastics used.