Kopfstück für Schlitzbrenner zum Oberflächenhärten von Werkstücken
, Zur Oberflächenhärtung von Werkstücken 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 schlitzförmigen Brennern ist es jedoch möglich, eine
einwandfreie Oberflächenhärtung zu erzielen. Es ist nämlich hierzu erforderlich,
daß die zu härtende Oberfläche des Werkstückes innerhalb enger Temperatur- und Tiefengrenzen
erhitzt wird, damit einerseits eine Überhitzung des Materials vermieden, andererseits
aber eine ausreichende Erhitzung bis oberhalb der Härtetemperatur erzielt wird,
ohne daß der Kern des Werkstückes von dieser Wärmebehandlung beeinflußt wird. Es
hat sich gezeigt, daß schon bei geringen Unterschieden in der Ausbildung der Flamme
und damit der Erhdtzungsgeschwindigkeit erhebliche Härteunterschiede in der gehärteten
Schicht auftraten, und daß eine streifenförmige Abnutzung erfolgte.Head piece for slot burner for surface hardening of workpieces
For the surface hardening of workpieces made of steel, the following were generally available up to now
only those torches are available that are used for welding or soldering.
In addition, special burners have been developed for hardening larger surfaces,
which have a number of juxtaposed nozzles. Neither with these nor
with otherwise known slot-shaped burners, however, it is possible to use a
to achieve perfect surface hardening. For this it is necessary to
that the surface of the workpiece to be hardened is within narrow temperature and depth limits
is heated, on the one hand to avoid overheating of the material, on the other hand
but sufficient heating up to above the hardening temperature is achieved,
without the core of the workpiece being affected by this heat treatment. It
it has been shown that even with slight differences in the formation of the flame
and thus the rate of heating there are considerable differences in hardness in the hardened
Layer appeared and that streak-like wear occurred.
Um eine einwandfreie und vollkommen gleichmäßige Härtung größerer
Oberflächen zu erreichen, bedarf es einer Härteflamme, deren wirksamer Kern einen
Streifen konstanter Höhe bildet.To ensure a perfect and completely even hardening process
Reaching surfaces requires a hardening flame, the effective core of which is one
Forms stripes of constant height.
Die Erfindung bezweckt die Ausbildung eines Kopfstückes für Schlitzbrenner,
mit denen eine solche gleichmäßige Oberflächenhärtung erreicht werden kann. Zu diesem
Zweck ist auf den an sich bekannten Querschnittsübergangsteil ein Mundstück aufgesetzt,
dessen Hohlraum für das Brenngasluftgemisch sich bis zum Austrittsschlitz keilförmig
verjüngt und parallele Seitenflächen besitzt, so daß die Gasaustrittsgeschwindigkeit
über den ganzen Schlitzquerschnitt gleich und gleichgerichtet ist. Vorzugsweise
beträgt die Gesamtlänge des Kopfstückes ein Mehrfaches der Schlitzlänge.The invention aims to form a head piece for slot burners,
with which such a uniform surface hardening can be achieved. To this
The purpose is to put a mouthpiece on the cross-sectional transition part known per se,
its cavity for the fuel gas air mixture is wedge-shaped up to the outlet slot
has tapered and parallel side surfaces, so that the gas exit velocity
is the same and in the same direction over the entire cross-section of the slot. Preferably
the total length of the head piece is a multiple of the slot length.
Die bekannten Kopfstücke für Schlitzbrenner, wie sie z. B. zum Löten
benutzt werden, dienen lediglich dazu, aus dem runden Querschnitt zu einem rechteckigen
Schlitzquerschnitt überzugehen, wobei von diesem aus die Flamme divergiert. Derartige
Flammen sind jedoch, wie eingangs dargelegt, für Oberflächenhärtungszwecke unbrauchbar.
Auch die Kopfstücke für Schlitzbrenner zur Erhitzung von Nieten dienen lediglich
dazu, die Flamme umspülend auf die ganze Nietlänge zu verteilen, ohne ihren Umfang,
insbesondere ihren Kern, in anderer Weise zu begrenzen, als es zur durchgreifenden
Erwärmung des Nietes nötig ist. Im Gegensatz hierzu ist der Gasweg im Brennerkopf
gemäß der Erfindung nach Gesichtspunkten gestaltet, welche die Erreichung einer
turbulenten Gasströmung gewährleisten, so daß die Gasaustrittsgeschwindigkeit über
den: ganzen Schlitzquerschnitt gleich und gleichgerichtet ist. Neben der besonderen
Formgebung der Kanalwandungen ist es hierbei wesentlich, daß
die
Richtungsänderungen dieser Wandungen allmählich erfolgen, was die charakteristische
langgestreckte :und flache Bauart des neuen Brennerkopfes bedingt.The well-known head pieces for slot burners, as z. B. for soldering
are only used to transform the round cross-section into a rectangular one
Pass the slit cross-section, the flame diverging from this. Such
However, as explained at the outset, flames cannot be used for surface hardening purposes.
The head pieces for slot burners for heating rivets are only used
to distribute the flame around the entire length of the rivet, without its circumference,
in particular to limit its core in a different way than to limit it to radical
Heating of the rivet is necessary. In contrast to this, the gas path is in the burner head
designed according to the invention according to aspects that enable the achievement of a
ensure turbulent gas flow, so that the gas exit velocity over
den: the whole cross-section of the slot is the same and in the same direction. In addition to the special
Shaping the channel walls, it is essential that
the
Changes in direction of these walls take place gradually, which is the characteristic
elongated: and flat design of the new burner head conditionally.
Zwei beispielsweise Ausführungsformen des Brennerkopfstückes sind
in den Fig. i bis q. bzw. 5 bis 7 schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig.
i einen Längsschnitt des Brennerkopfstückes nach der ersten Ausführungsform, Fig.
z einen Längsschnitt nach der Linie II-II von Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach
der Linie III-III von Fig. i, Fig@_4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig.
i, Fig.5 den Längsschnitt einer anderen Ausführungsform, Fig. 6 einen Schnitt nach
der Linie VI-VI von Fig. 5 und Fig. 7 einen Schnitt nach der LinieVII-VII von Fig.
5. -a ist -das neue Brennerkopfstück, das bei b in bekannter Weise auf eine Mischkammer
aufgesetzt ist. Aus dieser Mischkammer tritt das Brenngas, z. B. Acetylen-Sauerstoff,
in den Gaskanal g des Brennerkopfstückes a ein. Dieses endigt vorn in einem Schlitz
c von der Länge l und der Breite d, auf welchen sich der parallel
zur Schlitzkante verlaufende Flammenkern h der Flamme c aufsetzt. Die Länge l ist
dabei der Breite des zu härtenden Werkstückes angepaßt. Die Breite d ist außerordentlich
gering und beträgt bei einer Ausführungsform beispielsweise 0,3 mm.-Zwischen
dem Gaseintritt b und dem Gasaustritt durch den Schlitz c liegt ein Kanal g, der
in seinem ersten Teil, sogenannten Querschnittsübergangsteil, in bekannter Weise
von je zwei in zueinander senkrechten Ebenen lie= genden, und zwar in der einen
Ebene divergierenden (Fig. i), in der anderen Ebene konvergierenden (Fig.2) Wandungen
begrenzt wird. An diesen Querschnittsübergangsteil schließt sich das aufgesetzte
oder mit ihm aus einem Stück gebildete Mundstück% an, dessen in die Schlitzbreite
d übergehende Schmalseiten parallel verlaufen, und dessen in die Schlitzlänge l
übergehende Breitseiten sich im wesentlichen keilförmig gegen die Schlitzmündung
nähern. Die Breitseiten können vorzugsweise in ihrem letzten, in den Schlitz übergehenden
Teil n2 parallel zueinander verlaufen. Die Gesamtlänge m des Kopfstückes beträgt
vorzugsweise ein Mehrfaches der Schlitzlänge 1, so daß eine langgestreckte flache
Formgebung erzielt wird.Two exemplary embodiments of the burner head piece are shown in FIGS. and 5 to 7, respectively, namely: Fig. i a longitudinal section of the burner head piece according to the first embodiment, Fig. z a longitudinal section along the line II-II of Fig. i, Fig. 3 a section along the line III-III 1, FIG. 4 shows a section along the line IV-IV from FIG. i, FIG. 5 shows the longitudinal section of another embodiment, FIG. 6 shows a section along the line VI-VI from FIG. 5 and FIG Section along the line VII-VII of Fig. 5. -a is -the new burner head piece, which is placed in a known manner on a mixing chamber at b. From this mixing chamber, the fuel gas, z. B. acetylene oxygen, in the gas channel g of the burner head piece a. This ends at the front in a slot c of length l and width d, on which the flame core h of the flame c, which extends parallel to the edge of the slot, is placed. The length l is adapted to the width of the workpiece to be hardened. The width d is extremely small and in one embodiment is, for example, 0.3 mm. Between the gas inlet b and the gas outlet through the slot c there is a channel g, which in its first part, the so-called cross-sectional transition part, is in a known manner of two in mutually perpendicular planes, namely in one plane diverging (Fig. i), in the other plane converging (Fig.2) walls is limited. This cross-sectional transition part is followed by the mouthpiece%, which is attached or formed with it in one piece, whose narrow sides merging into the slot width d run parallel and whose broad sides merging into the slot length l approach the slot mouth in a substantially wedge-shaped manner. The broad sides can preferably run parallel to one another in their last part n2 which merges into the slot. The total length m of the head piece is preferably a multiple of the slot length 1, so that an elongated flat shape is achieved.
Der Brennerkopf kann zur besseren Wärmeableitung verdickt sein (Fig.
5, 6) und außerdem auch Kanäle i zur Wasserkühlung enthalten (Fig. i, 2).The burner head can be thickened for better heat dissipation (Fig.
5, 6) and also contain channels i for water cooling (Fig. I, 2).