DE1091503B

DE1091503B - Brenner zum fortlaufenden Erhitzen von Werkstueckoberflaechen

Info

Publication number: DE1091503B
Application number: DEP14526A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Georg Pueschel; Erhard Reinhard; Karl Woelfert
Original assignee: Knapsack Griesheim AG
Current assignee: Knapsack Griesheim AG
Priority date: 1955-07-23
Filing date: 1955-07-23
Publication date: 1960-10-27

Description

Brenner zum fortlaufenden Erhitzen von Werkstückoberflächen Bei den üblichen, mit einem Brenngas-Sauerstoff-oder einem Brenngas-Luft-Gemisch gespeisten Brennerflammen, wie sie zum Erhitzen der Oberfläche von metallenen Werkstücken, insbesondere also zum Anwärmen, Löten, Schweißen, Flammenhärten und dergleichen, benutzt werden, treten bekanntlich neben der eigentlichen Hauptflamme noch Bei- oder Vorflammen auf, die vielfach unerwünscht sind. So bewirken diese Bei- oder Vorflammen beispielsweise beim Härten eine zusätzliche Erhitzung, so daß die Härtetiefe mit zunehmender Härtelänge oder Härtezeit - vor allein beim Vorschubverfahren - steigt. Man hat zwar bereits versucht, durch die Verwendung von Vorkühlbrausen dieser unerwünschten Erscheinung zu begegnen, die Anwendbarkeit einer derartigen Maßnahme mußte jedoch auf bestimmte Fälle beschränkt bleiben. Bei der Erhitzung von lotrecht stehenden Werkstückflächen beispielsweise scheidet eine Vorkühlbrause schon deshalb aus, weil hierbei das Kühlwasser in die Brennerflamme hineinläuft.
Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß das Wesen der Beiflamme auf der mehrstufigen Verbrennung des Heizgases beruht, und macht sich außerdem die Tatsache zunutze, daß es bei Schneidbrennern bereits bekannt ist, neben der Düse für das Brenngas-Sauerstoff-Gemisch auch eine Düse für den Schneid-Sauerstoff, d. h. also ein nicht brennbares Gas, anzuordnen. Während nun aber bei einem Schneidbrenner die Zusatzdüse eine solche Stellung gegenüber der Hauptdüse aufweist, daß der Sauerstoff-Strahl im wesentlichen parallel zur Heizflamme verläuft und dieser nacheilt, ist der zum fortlaufenden 13rliitzen von Werkstückoberflächen bestimmte Breitner gemäß der Erfindung derart gestaltet, daß die Düse für das nicht brennbare Gas der Düse für das Brenngas-Sauerstoff-Gemisch in Vorschubrichtung unter einem solchen spitzen Winkel vorauseilt, daß der Strom des nicht brennbaren Gases den auf der Werkstückoberfläche vorauseilenden Teil der Beiflamme von der Werkstückoberfläche abhebt.
Auf diese Weise wird der Flamme von außen her ein nicht brennbares Gas zugeblasen, wodurch sich der Verbrennungsprozeß auf einem kleineren Raum abspielt und somit die durch die Beiflammen hervorgerufene zusätzliche Erhitzung auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Gegebenenfalls kann sich das Zublasen des nicht brennbaren Gases auch auf den Bereich der Beiflammen allein erstrecken. In allen Fällen ist es dabei möglich, durch Wahl des Zuströmwinkels des nicht brennbaren Gases, der zwischen 1° und 120° liegen kann, sowie der Zuströmgeschwindigkeit, die zweckmäßig mindestens gleich der Austrittsgeschwindigkeit des Brenngasgemisches aus dem Brenlier bemessen wird, die Beiflammen von dem Werkstück abzuheben und somit weitgehend unschädlich zu machen.
Als zuzublaseildes, nicht brennbares Gas kommt in erster Linie Sauerstoff, sei es in reiner Form oder als Bestandteil von Luft, in Frage, doch können auch inerte Gase verwendet werden. Wird Preßluft oder ein inertes Gas zugeblasen, so muß eine gewisse Abkühlung der Hauptflamme und damit eine Herabsetzung des thermischen Wirkungsgrades der Erhitzungsbehandlung der Werkstückoberfläche in Kauf genommen werden.
Demgegenüber bewirkt die Verwendung von Sauerstoff eine zusätzliche intensive Verbrennung der Beiflamme, so daß trotz der nicht unbedeutenden Wärmeabfuhr eine Verringerung der Heizleistung des Brenners nicht eintritt. Im übrigen steht nichts im Wege, gegebenenfalls auch mehrere nicht brennbare Gase in Mischungen untereinander der Flamme zuzublasen.
Praktische Versuche haben gezeigt, daß es bei Beilutzung eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brenners gelingt, die bisher unvermeidliche nachteilige zusätzliche Erhitzung der Werkstückoberfläche durch die Bei- oder Vorflammen auszuschalten, ohne daß dadurch eine Minderung des Wirkungsgrades, sei es bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit des Brenners oder aber der Einwirkungstiefe auf das Werkstück, eintritt.
Die Art der Anwendung von Brennerli nach der Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen. So sind, wie bereits erwähnt, nicht nur die zum Zublasen bestimmten, nicht brennbaren Gase beliebig zu wählen, sondern es kann auch das die Hauptflamme bildende Gasgemisch in jeder dem Einzelfall angepaßten Zusammensetzung gebildet werden. Ebenso ist auch die Dauer des Zublasens keinen besonderen Vorschriften unterworfen; vielmehr kann das Gas je nach Bedarf auch nur zeitweilig während des Bearbeitungsvorganges zugeblasen werden. Das Anwendungsgebiet für erfindungsgemäß ausgestaltete Brenner erstreckt sich im übrigen auf alle Wärmebehandlungsvorgänge, bei denen die Oberfläche von metallischen Werkstücken mittels einer Flamme erhitzt wird, gleichgültig, welche weiteren Maßnahmen sich anschließen bzw. zu welchem Zweck die Oberflächenerhitzung erfolgt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Brenner zum fortlaufenden Erhitzen von Werkstückoberflächen mittels einer Brenngas-Sauerstoff-Flamme od. dgl. mit einer neben der Düse für das Brenngas-Sauerstoff-Gemisch angeordneten Düse für ein nicht brennbares Gas, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse für das nicht brennbare Gas der Düse für das Brenngas-Sauerstoff-Gemisch in Vorschubrichtung unter einem solchen spitzen Winkel vorauseilt, daß der Strom des nicht brennbaren Gases den auf der Werkstückoberfläche vorauseilenden Teil der Beiflamme von der Werkstückoberfläche abhebt. In Betracht gezogene Druckschriften: Fachbuch von Ob.-Ing. Horn »Brennschneiden«, Berlin, 1951, S. 11.