-
Gebläsebrenner zum Härten der Oberfläche von Werkstücken aus Stahl
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gebläsebrenner, der besonders zum Schalenhärten
von zylindrischen oder konischen Gegenständen geeignet ist.
-
Es sind bereits Schweißbrenner bekannt, bei denen die Düsen im Kopfstück
des Brenners durch Verschlüsse ersetzt werden können. Demgegenüber bezieht sich
die Erfindung auf einen Gebläsebrenner zum Härten der Oberfläche von Werkstücken
aus Metall, bei dem der Düsenkopf aus mehreren in einem Halter in der Senkrechten
und Waagerechten einstellbaren Düsenträgern besteht, wobei Gaszuleitungen für die
an jedem Düsenträger angeordneten Düsen und Kühlwasserleitungen angeordnet sind.
Der Vorteil der neuen Einrichtung besteht darin, daß sie der Form des zu härtenden
Gegenstandes bequem angepaßtwerden kann.
-
In den Abb. 2 bis 18 sind Ausführungsformen eines Brenners dargestellt,
während in der Abb. i die Anwendung des Brenners beim Härten von Kurbelwellen gezeigt
ist. Es zeigen demnach Abb. i eine Kurbelwelle, die in einer Drehbank zwecks Oberflächenhärtung
eingespannt ist, Abb. 2 eine erfindungsgemäß gebaute Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel,
Abb. 3, 4, 5 und 6 den in Abb. 2 dargestellten Gebläsebrenner von der Stirnseite
gesehen, Abb.7 einen erfindungsgemäß gebauten Gebläsebrenner in anderer Ausführungsform,
Abb.8 bis 17 den in Abb.7 dargestellten Gebläsebrenner von der Stirnseite gesehen,
Abb. 18 eine Seitenansicht auf den Gebläsebrenner in Arbeitsstellung an einem zylindrischen
Gegenstand.
-
Der Gebläsebrenner bei dem Ausführungsbeispiel n_ ach Abb. 2 besteht
aus einem Kopfstück 2o, das zur Aufnahme brennbarer Gasgemische und Weiterleitung
zu einer Mehrzahl von Spitzen oder Düsen 2 1 dient, die in dem Kopfstück sitzen.
Die Düsen 2i können leicht aus dein Kopfstück herausgenommen und es können einzelne
Düsen, wie in den Abb. 3 bis 6 gezeigt,' durch Verschlüsse ersetzt-werden, entsprechend
der Form des in der Wärme zu behandelnden Gegenstandes. Hat der zu härtende Gegenstand
frei stehende Enden, wie eine kurze Welle oder ein Rollenlager, so verbleiben alle
Düsen 21 am besten in dem Kopfstück 2o mit Ausnahme derjenigen
in
den vier Ecken, die herausgenommen und durch Verschlüsse 22 ersetzt werden, wie
in der Abb. 3 gezeigt.
-
So wird ein volles Flammenbündel erzeugt, das nur an den Enden eine
etwas geringere Heizkraft besitzt als in der Mitte, so daß der starke Wärmeabfluß
durch Fortleitung in dem mittleren Teil, wo die Wärme schneller in den Lagerkörper
hinein abgeleitet wird, als an den Enden ausgeglichen wird.
-
Bei Gegenständen von kleinem Ausmaß, wie bei lrurzen Rollenlagern,
werden noch mehr Düsen ausgeschaltet, wie in Abb. q. gezeigt, so daß noch verhältnismäßig
mehr Hitze auf die mittlere Fläche auftrifft, als an den Enden; wenn man nämlich
die Temperatur des zu behandelnden Gegenstandes an allen Stellen etwa im gleichen
Maße durch Wärmezufuhr erhöht, so wird auch die durch Abschrecken erzeugte gehärtete
Fläche gleichförmig hart sein.
-
Die Zapfenstellen von Kurbelwellen sind gewöhnlich beiderseits von
Kurbelarmen begrenzt, und aus diesem Grunde, nämlich wegen - des starken Wärmeabflusses
in die Kurbelarme hinein, -muß man .mehr Wärme an den Zapfenenden zuführen als in
der Mitte. Zu diesem Zweck. werden die Düsen des Gebläsebrenners 2o, wie in Abb.
5 gezeigt, bei 22 verstopft, so daß j e eine volle Reihe Düsen an den Enden stehenbleibt
und eine einzige Düsenreihe querdurch über die Stirnseite des Brenners hinweg. Die
an den Enden des Zapfens zugeführte zusätzliche Wärme wird von den Kurbelarmen der
Kurbelwelle aufgenommen, so daß die Zapfenoberfläche an allen Punkten etwa gleichzeitig
auf die kritische Temperaturspanne erwärmt wird.
-
Will man das Ende einer Welle härten, so ordnet man die Düsen zweckmäßig,
wie in Abb. 6 gezeigt, so an, daß man am Ende des Gebläsebrenners Düsen 22 abschaltet,
die sonst Flammen nach dem freien Ende der Welle senden würden. ° Eine ganz besonders
vorteilhafte Ausführungsform eines Gebläsebrenners gemäß der Erfindung, der einen
aus mehreren Düsenträgern gleicher Art zusammengebauten Düsenkopf besitzt, ist in
Abb. 7 dargestellt. Bei diesem sind Düsenträger 30 in beliebiger Anzahl,
zweckmäßig drei, dicht nebeneinander in einem Halter 31 einstellbar befestigt. Jeder
Düsenträger hat einen oder mehrere Auslässe, in die eine entsprechende Zahl von
Gebläsebrennerdüsen 32 eingeschraubt oder sonstwie befestigt sind.
-
An jedem der Düsenträger 30 sind Gaszuleitungen und Kühlwasserleitungen
37, 38 angeschlossen, die gemeinsam in größeren Leitungen 33 geschützt liegen, die
durch einen Schlitz 34 in dem Düsenträger 31 hindurchreichen. Die Schutzleitungen
33 können in dem Schlitz 34 sowohl nach der Seitenrichtung als auch in der Höhenlage
zueinander verstellt werden, um die Düsenträger 30 in geeigneter Stellung
zu den zu erhitzenden Gegenständen von unterschiedlicher Gestalt bringen zu können.
Zu diesem Zweck sind Schraubengewinde und -muttern 35, 36 an den Schutzleitungen
33 vorgesehen, mit denen man diese an dem Halter 31 festklemmen kann, wenn man die
Düsenträger 30 in die gewünschte Lage gebracht hat.
-
Zum Härten benutzt man je nach Bedarf einen, zwei oder alle drei Düsenträger
3o. Bei der Anordnung nach Abb. 8, die sich zum Erwärmen von Gegenständen von geringer
Höhe und von kleinem Durchmesser eignet, sind zwei Düsenträger außer Dienst, und
die Gaszufuhr zu diesen ist abgeschnitten.
-
Gegenstände von größerem Durchmesser werden durch zwei oder drei Düsenträger
erwärmt, wie in den Abb. g bis 12 gezeigt.
-
Wenn das zu behandelnde Werkstück nur ein frei auslaufendes Ende hat,
während das andere Ende zum Anschluß an ein anderes Werkstück ausgebildet ist, ordnet
man die Düsenträger so an, wie in den °Abb. 13 bis 15 gezeigt, nämlich einen oder
zwei Düsenträger rechtwinklig zum Werkstück.
-
Hat das Werkstück frei auslaufende Enden und wird in der Mitte an
ein anderes angeschlossen, so stellt man nur den mittleren Düsenträger, wie in Abb.
16 gezeigt, rechtwinklig zum Werkstück; und wenn von diesem beide Enden angeschlossen
werden, so stellt man die Düsenträger an jedem Ende rechtwinklig zum Werkstück,
wie in Abb. 17 gezeigt.
-
Die zum Verstellen eingerichteten Düsenträger 3o können also in jeder
gewünschten Weise zur Achse des zu erhitzenden Werkstücks eingestellt werden.
-
Bei zylindrischen Werkstücken ordnet man, wie in Abb. 18 gezeigt,
die Düsenträger 30 am besten ausgerichtet nebeneinander und parallel zur Achse des
Werkstücks an und verlegt den mittleren Düsenträger etwas nach rückwärts, so daß
von den Düsen aller drei Träger gleich starke Hitze auf der Oberfläche des Werkstücks
erzeugt wird. Der mittlere Düsenträger kann hinsichtlich seiner Stellung größeren
oder kleineren Krümmungshalbmessern von Werkstücken von unterschiedlichen Abmessungen
angepaßt werden, und es kann der Abstand zwischen den Düsen der einzelnen Träger
einerseits und der Oberfläche des Werkstücks anderseits einheitlich gestaltet werden,
um die erzeugte Wärme aufs wirksamste auszunutzen.
-
Abschließend und zusammengefaßt kann über den aus einzelnen Düsenträgern
gebildeten,
vielfach verstellbaren Gebläsebrenner gesagt werden,
daß man mit ihm Werkstücke von sehr verschiedener Gestalt und Größe behandeln kann,
indem man jeweils nach Lösen der Muttern 35, 36 die Schutzleitungen 33 in die gewünschten
neuen Stellungen am Halter 31 bringt und sie alsdann wieder festklemm_ t.
-
In der praktischen Ausgestaltung der Erfindung, von der schon mehrere
Ausführungsformen gezeigt wurden, können in bezug auf bauliche Einzelheiten noch
weitere Änderungen vorgenommen werden, ohne daß von dem Wesen und den Grundgedanken
der Erfindung abgewichen wird.