Verfahren zum Flammstrahlen von natürlichen und/oder künstlichen Steinarten

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flammstrahlen von natürlichen und/oder künstlichen Steinarten, bei dem mit Hilfe eines über die zu bearbeitenden Steinarten geführten Brenners (1) hochenergetische Brenngas-Sauerstoff-Flammen erzeugt werden und kurzzeitig eine hohe Wärmemenge auf die zu bearbeitenden Steinarten aufgebracht wird. Um zu erreichen, daß mit derartigen Flammstrahlbrennern (1) bearbeitete Oberflächen von natürlichen und/oder künstlichen Steinarten streifenfrei sind, wird vorgeschlagen, der Vorschubbewegung (4) des Brenners (1) eine zu dieser Bewegung senkrecht orientierte, in einer zur Oberfläche der zu bearbeitenden Steinarten im wesentlichen parallelen Ebene erfolgende Bewegung (5) mit wechselnder Bewegungsrichtung zu überlagern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein 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.

[0002] 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 angeordneten Brennerdüsen in Richtung der Flammenausströmrichtung 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 _rQuarzes infolge Umwandlung der Kristalle sowie ein Schmelzen von Gesteinsteilen, die anschließend glasartig erstarren und verhältnismäßig lose auf der Oberfläche haften.

[0003] Zur Bearbeitung größerer Platten wird der Brenner entlang parallel liegender Bahnen geführt. In der übergangszone 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.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, bei dem mit Flammstrahlbrennern bearbeitete Oberflächen von natürlichen und/oder künstlichen Steinarten streifenfrei sind.

[0005] 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.

[0006] 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 Pendelbewegung ausführt. Nach wie vor wird der Brenner dabei jedoch so geführt, daß die einzelnen Flammstrahlbahnen parallel zueinander liegen und sich gerade berühren.

[0007] Durch die kurvige Brennerführung werden die Steinkristalle an den Randzonen der Flammstrahlbahnen aus unterschiedlichen Richtungen erhitzt, so daß die Abspratzungen unregelmäßig sind. Eine Streifenstruktur kann sich deshalb nicht bilden.

[0008] Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Flammenausströmrichtung des Brenners parallel oder schräg zur Vorschubbewegung 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.

[0009] Die Brennerführung schaltet sich nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besonders einfach, wenn die Richtung der Uberlagerungsbewegung periodisch gewechselt wird.

[0010] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Flammenleistung je Flächeneinheit konstant gehalten, in dem vorzugsweise die Geschwindigkeit des Brenners entsprechend abgestimmt wird. Beispielsweise kann die Vorschubgeschwindigkeit konstant gehalten werden.

[0011] 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.

[0012] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Abstand zu der zu behandelnden 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 Könstanthaltung des Abstandes können Kufen oder kann eine sensorgesteuerte Abstandsregulierung verwendet werden.

[0013] 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.

[0014] Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch das vorgeschlagene Verfahren mit Flammstrahllinienbrennern eine streifenfreie Qualität erzielt werden kann. Brennerspuren sind nicht sichtbar. Somit entstehen auch keine sichtbaren Streifen an den Ubergangszonen der einzelnen Brennerbahnen.

[0015] Im folgenden sei anhand einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.

[0016] Es zeigen:

Figuren 1 und 2 eine schematische Darstellung der Führung eines Flammstrahlbrenners,

Figur 3 eine.Komponentendarstellung der Brennergeschwindigkeet.

[0017] Ein Flammstrahlbrenner 1 wird in konstantem Abstand über eine Granitplatte 2 geführt. Vorrichtungen zum Konstanthalten des Abstandes zwischen Brenner 1 und Granitplatte 2 sind nicht dargestellt. Gemäß Figur 1 wird der Flammstrahlbrenner in schleppender Haltung über die Granitplatte 2 geführt. Ein Pfeil 3 deutet die Flammstrahlrichtung an. In Figur 2 ist angedeutet, daß die Flammenausströmung parallel zur Vorwärtsbewegung des Flammstrahlbrenners gerichtet ist.

[0018] 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.

[0019] Wie bereits erläutert bleibt bei dieser Verfahrensweise in der Ubergangszone zwischen 2 Flammstrahlbahnen entweder ein Steg stehen oder es entsteht eine Rille.

[0020] Derartige Streifen, die bei schrägem Lichteinfall störend wirken, werden beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht gebildet.

[0021] Erfindungsgemäß wird (siehe Figur 3) der Vorschubgeschwindigkeit 4 des Flammstrahlbrenners eine zweite Bewegung überlagert. Die entsprechende Geschwindigkeitskomponente 5 ist senkrecht zur Vorschubgeschwindigkeit 4 und parallel zur Granitplattenoberflächen 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.

[0022] In Figur 2 sind mehrere Bahnen eingezeichnet. In dieser Ausführungsform wechselt die Überlagerungsbewegung ihre Richtung periodisch, so daß sich ein sinusförmiger Verlauf der Flammbahnen 8 ergibt.

[0023] Die Ubergangsbereiche der Flammenbahnen 8 sind mit 9 bezeichnet. Mit Bezugszeichen 10 sind mehrere N.ormalen 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 Richtungen erhitzt, so daß die Abspratzungen unregelmäßig sind. Eine Streifenstruktur kann sich deshalb nicht bilden.

[0024] Der Flammstrahlbrenner kann von innen wassergekühlt sein um ein Ansetzen von flüssigem Granit zu unterbinden. Die Vorschubbewegung erfolgt immer in eine Richtung.

Ansprüche

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 Uberlagerungsbewegung periodisch gewechselt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die _Flammenleistungje Flächeneinheit konstant gehalten wird.

₄. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Brenngas Azetylen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Azetylen zu Sauerstoff 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.

Zeichnung