Schlitzbrenner zuni OberIffiehenhärten von Werkstiieken aus Stahl. Zur Oberflächenhärtun-, von 'Werkstülr- ken aus Stahl standen bisher im allgemeinen nur diejenigen Brenner zur Verfügung, die man zum Schweissen oder Löten gebraucht. Zum Härten von grösseren Flächen hat man darüber hinaus besondere Brenner entwickelt, die eine Anzahl nebeneinander angeordneter Düsen aufweisen. Weder mit diesen noch mit sonst bekannt gewordenen schlitzförmi- gen Schweissbrennern ist es jedoch möglich, eine einwandfreie Oberilächenliärtung zu er zielen.
Es ist nämlich hierzu erforderlich, dass die zu härtende Oberfläche des Werk stückes innerhalb enger Temperaturgrenzen erhitzt wird, damit einerseits eine Überhit zung des Materials vermieden, anderseits aber eine ausreichende Erhitzung bis oberhalb der ffärtetemperatur erzielt wird. Es hat sich gezeigt, dass schon bei geringen Unterschieden in der Ausbildung der Flamme und damit der Erhitzungsgeschwindigkeit erhebliche Härteunterschiede in der gehärteten Schicht auftraten, und dass eine streifenförmige Ab- nutzuno, erfolgte.
Um eine einwandfreie und vollkommen gleichmässige Härtung rösserer Oberflächen zu erreichen, bedarf es einer Härteflamme, die, oder mindestens deren wirksamer Kern, in der ganzen Querausdelinung vollkommen gleichmässig brennt und keinerlei Ungleich- förmigkeiten aufweist.
Die Erfindung soll nun einen Schlitz brenner schaffen, mit dem eine solche gleich- mässigge Oberfläühenhärtung erreicht werden kann. Zu diesem Zweck wird der ganzen Schlitzlänge des Brenners der wirksaine Flammenkern als Streifen konstanter Höhe dadurch aufgesetzt, dass seiner Mischkammer und dem Brennerschlitz ein Kanal zwischen geschaltet ist, der in einem Längsschnitt t' nach der Brennermündung divergiert und in demdazu senkrechten Längsschnitt nach der Brennermündung ko,.uvergiert,
derart, dass das <I>n</I> Endmass der Divergenz gleich der Schlitz- länge und das der Konvergenz gleich der Schlitzbreite ist, wobei die Kanallänge hin reichend gross ist, um eine turbulente Strö- mum, zu erzielen. Zweckmässig ist der Querschnitt des Brennerschlit.zes geringer als der Eintrittsquerschnitt des Kanals.
Vorteil haft wird das Verhältnis der Divergenz des Kanals im einen Längsschnitt zur Konver- ,crenz desselben, im andern Längsschnitt der- D art gewählt, dass zwischen Eintrittsquer schnitt des Kanals und Schlitzquerschnitt eine vorübero-ehende Zunal-ime des Strö mungsquerschnittes stattfindet. Der konver gierende und oder divergierende Teil des Ka nals kann ferner vor dem Brennerschlitz in einen parallelen Teil übergeführt -sein.
Zwei beispielsweise AusführungsformeD des Brennerkopfes sind in den Fig. <B>1</B> bis<B>4</B> bezw. <B>5</B> bis<B>7</B> schematisch -dargestellt, und zwar zeia-en:
Fig. <B>1</B> einen Längsschnitt des Brenner- rD tz kopfes nach der ürsten Ausführungsfarm, Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie II-II von Fig. <B>1,</B> Fig. <B>3</B> einen Schnitt nach der Linie III-III von Fig. <B>1,</B> Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. <B>1,
</B> Fig. <B>5</B> einen Längsschnitt einer andern Ausführungsform, Fig. <B>6</B> einen Schnitt nach der Linie VI-VI von Fig. <B>5</B> und Fig. <B>7</B> einen Schnitt nach der Linie VII-VII von Fig. <B>5.</B>
a bedeutet den Brennerkopf, der bei<B>b</B> in bekannter Weise auf eine Misehkammer auf gesetzt wird. Aus dieser Mischkammer tritt <B>Z</B> das Brenngas, zum Beispiel Azetylen-Sauer- stoff, in den Brennerkopf a ein. Dieser endigt -vorn in einen Schlitz c von der Länge<B>1</B> und der Breite<B>d.</B> Die Länge<B>1</B> istdabeider Breite des zu härtenden Werkstuckes angepasst. Die Breite<B>d</B> ist ausserordentlich gering und be trägt beispielsweise<B>0,3</B> mm.
Zwischen dem Gaseintritt<B>b</B> und dem Gasaustritt durch den Schlitz c liegIt ein Kanal<B>9,</B> der von den im Längsschnitt (Fig. <B>1)</B> nach vorn divergieren den Wandungen, im senkrecht dazu liegen- den Querschnitt (Fig. 2) von den naeh vorn konvergierenden Wandungen des Brenner- kopfes a gebildet wird. Dabei kann der Bren- nerkopf verdickt sein (Fig. <B>5, 6)</B> und ausser dem auch Kanäle i zur Wasserkühlung, ent halten (Fig. <B>1</B> bis 4).
Der Verlauf des -diver gierenden Teils des Kanals (Fig. <B>1</B> und<B>5)</B> kann in dem Teil vor dem Schlitzaustritt auf eine Länge ni, ebenso der konvergierende. Teil (Fig. 2 und<B>6)</B> auf eine Länge ni! pa rallel gestaltet sein, wobei in Sonderfällen die Masse der Parallelführungen n, und % glei che Werte haben können.<B>üb</B> bedeutet die Län(Ye des Brennerkopfes von der Mündung bis zum Anfangdes Kanals.
Es ist dureh die Ausgestaltung der Divergenz der Wandungen des Kanals möglich, den Strömungsquer schnitt gegenüber dem Eintrittsquerssshnitt bei<B>b,</B> :der normalerweise grösser ist als der Austrittsquers-chnitt des Schlitzes<B>e,</B> anwach sen und sieh wieder verringern zu lassen. Die Ausgestaltung ist aber auch so möglich, dass der Strömungsqutrschnitt des Künals <B>g</B> vom Eintrittsquerschnitt bei<B>b</B> bis zum Austritts querschnitt von c abnimmt, so dass er stets kleiner bleibt als der Eintrittsquerschnitt.
Die Länge des Kanals wählt man so gross, dass eine turbulente Gasströmung er reicht wird, um so den befolgten Zweck zu erzielen.
Slot burner for surface hardening of steel workpieces. For surface hardening of 'work pieces made of steel, only those torches have generally been available up to now which are used for welding or soldering. In addition, special torches have been developed for hardening larger surfaces, which have a number of nozzles arranged next to one another. However, it is not possible to achieve perfect surface hardening with either these or otherwise known slot-shaped welding torches.
For this purpose, it is necessary that the surface of the workpiece to be hardened is heated within narrow temperature limits so that on the one hand overheating of the material is avoided and on the other hand sufficient heating is achieved above the ffärtetemperatur. It has been shown that even with slight differences in the formation of the flame and thus in the heating rate, considerable differences in hardness occurred in the hardened layer, and that strip-like wear occurred.
In order to achieve perfect and completely even hardening of larger surfaces, a hardening flame is required which, or at least its effective core, burns completely evenly in the entire transverse contour and has no irregularities.
The invention is now intended to create a slot burner with which such a uniform surface hardening can be achieved. For this purpose, the effective flame core is placed on the entire length of the slot of the burner as a strip of constant height in that a channel is connected between its mixing chamber and the burner slot, which diverges in a longitudinal section t 'after the burner mouth and in the longitudinal section perpendicular to it after the burner mouth ko , .uvergiert,
such that the final dimension of the divergence is equal to the slot length and that of the convergence is equal to the slot width, the channel length being large enough to achieve a turbulent flow. The cross section of the burner slot is appropriately smaller than the inlet cross section of the channel.
Advantageously, the ratio of the divergence of the channel in one longitudinal section to the convergence of the same, in the other longitudinal section is selected such that a temporary increase in the flow cross-section takes place between the inlet cross-section of the channel and the slot cross-section. The converging and / or diverging part of the channel can also be converted into a parallel part in front of the burner slot.
Two exemplary embodiments of the burner head are shown in FIGS. 1 to 4, respectively. <B> 5 </B> to <B> 7 </B> schematically -shown, namely:
FIG. 1 shows a longitudinal section of the burner head according to the first embodiment, FIG. 2 shows a longitudinal section along the line II-II from FIG. 1, FIG > 3 </B> a section along the line III-III from FIG. <B> 1, </B> FIG. 4 a section along the line IV-IV from FIG. <B> 1,
<B> Fig. <B> 5 </B> a longitudinal section of another embodiment, FIG. <B> 6 </B> a section along the line VI-VI from FIG. 5 and FIG FIG. 7 shows a section along the line VII-VII from FIG. 5
a means the burner head, which at <B> b </B> is placed in a known manner on a mixing chamber. The fuel gas, for example acetylene oxygen, enters the burner head a from this mixing chamber. This ends in a slot c of length <B> 1 </B> and width <B> d. </B> The length <B> 1 </B> is therefore adapted to the width of the workpiece to be hardened. The width <B> d </B> is extremely small and is, for example, <B> 0.3 </B> mm.
Between the gas inlet <B> b </B> and the gas outlet through the slot c there is a channel <B> 9 </B> which diverges forward from the in the longitudinal section (FIG. 1) the walls, in the cross-section perpendicular thereto (FIG. 2) is formed by the walls of the burner head a converging near the front. The burner head can be thickened (Fig. 5, 6) and, in addition, channels i for water cooling are included (Fig. 1 to 4).
The course of the -divering part of the channel (FIGS. 1 and 5) can extend to a length ni in the part in front of the slot exit, as can the converging part. Part (Fig. 2 and <B> 6) </B> to a length ni! be designed in parallel, whereby in special cases the mass of the parallel guides n, and% can have the same values. <B> ü </B> means the length (Ye of the burner head from the mouth to the beginning of the channel.
It is possible through the design of the divergence of the walls of the channel, the flow cross-section compared to the inlet cross-section at <B> b, </B>: which is normally larger than the outlet cross-section of the slot <B> e, </B> to grow and see to reduce again. The design is also possible in such a way that the flow cross section of the Künals <B> g </B> decreases from the inlet cross section at <B> b </B> to the outlet cross section of c, so that it always remains smaller than the inlet cross section.
The length of the channel is chosen to be so large that a turbulent gas flow is sufficient to achieve the intended purpose.