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Gasbrenner zum Oberflächenhärten, insbesondere Brennhärten von Werkstücken
Beim sogenannten Brennhärten werden die zu härtenden Werkstücke bekanntlich mittels
besonderer Gasbrenner stoßartig an ihrer Oberfläche erhitzt und anschließend daran
durch ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, abgeschreckt. Da die Leistungsfähigkeit
und Wirtschaftlichkeit des Brennhärtens sowie das dabei erzielbare Härteergebnis
ganz entscheidend von der Ausbildung des Brenners abhängt, hat sich die Fachwelt
in besonderem Maße mit der Vervollkommnung solcher Brenner befaßt. Im Zuge dieser
Entwicklung sind beispielsweise Sieb- und Schlitzbrenner in einer Vielzahl von Bauarten
entwickelt worden, die den Anforderungen der Praxis im allgemeinen gut entsprechen.
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In gewissen Anwendungsfällen, beispielsweise beim Brennhärten großer,
massiver Werkstücke mit vergleichsweise kleiner Härtefläche, wird jedoch bei Verwendung
dieser Brenner die zugeführte Wärme so rasch vom Werkstück aufgenommen, daß der
für das Brennhärten wesentliche und charakteristische Wärmestau an der Oberfläche
der Werkstücke nur bei entsprechend kleiner Vorschubgeschwindigkeit erzielt werden
kann. Jede Verkleinerung der Vorschubgeschwindigkeit bedingt aber eine Steigerung
der Härtekosten und damit eine Verringerung der Wirtschaftlichkeit des Härteverfahrens.
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Bei Siebbrennern könnte man an sich zwar den Bremerkopf mit einer
Vielzahl von in Vorschubr ichtung des Brenners bzw. der zu härtenden Fläche hintereinanderliegenden
Öffnungen für die Gasflamme ausstatten und dadurch mit einem schnelleren Vorschub
arbeiten. Die erwärmte Fläche würde dann aber ebenfalls größer, so daß erhebliche
Wärmemengen
durch Abwanderung in das Innere des Werkstückes verlorengehen würden. Abgesehen
davon begünstigt das gleichzeitige Erhitzen größerer Flächen das Auftreten von Härterissen.
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Um die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden und einen Brenner mit einer
in Vorschubrichtung möglichst geringe Tiefe aufweisenden Flammenfront zu erhalten,
ist es auch bereits bekanntgeworden, die in Vorschubrichtung hintereinander und
quer dazu verlaufenden Schlitze eines Härtebrenners so anzuordnen, daß sie sich
in einer nahe vor dem Brennerkopf liegendes Linie schneiden, so daß die aus ihnen
heraustretenden Flammen sich im wesentlichen in dieser Linie vereinigen. Da dabei
jedoch die Breite der sich quer zur Vorschubrichtung über größere Länge erstreckenden
Brennerschlitze ein Vielfaches der Breite der zwischen ihnen liegenden Stegteile
beträgt, da andernfalls die Trennstege sich verziehen würden, ist die für den Gasaustritt
zur Verfügung stehende, offene Brennerfläche nur gering und dementsprechend auch
die Brenner- bzw. Flammenleistung. Außerdem wird dadurch auch der Brenner verhältnismäßig
groß und damit unhandlich.
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Beim Brennhärten ist es ferner wichtig, daß die aus den einzelnen
Brenneröffnungen austretenden Flammen möglichst gleiche Länge haben. Nur dann kann
der Brenner so angesetzt werden, daß die sehr begrenzten heißen Zonen der Flammen
in ihrer ganzen Länge voll auf die zu härtende Fläche einwirken. Ein Vorwärmbrenner
bekannter Bauart, mit mehreren von einem Längsschlitz ausgehenden Querschlitzen
ausgestattet, genügt dieser Bedingung des Brennhärtens nicht. An jedem Schnittpunkt
eines Querschlitzes mit dem Längsschlitz bildet sich nämlich eine Erweiterung; die
eine unerwünschte Verlängerung der Flamme an dieser Stelle bewirkt. Der notwendige
geradlinige Verlauf der Flammenspitzen ist damit unterbrochen.
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Alle diese Nachteile in einfacher Weise zu vermeiden, ist das Ziel
der Erfindung. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlitzbrenner zu schaffen,
der größtmögliche und gleichmäßige Wärmeballung auf in Vorschubrichtung kleinstem
Raume erzeugt und große Vorschubgeschwindgkeit zuläßt. Das wird bei einem als Schlitzbrenner
ausgebildeten Härtebrenner erfindungsgenäß dadurch erreicht, daß die Brenneröffnung
des Gasbrenners durch eine Vielzahl schmaler S_ tege rostartig in Schlitze gleicher
und den Stegen etwa entsprechender Breite unterteilt ist, wobei die breite Seite
des Brenners sich über die Breite der zu härtenden Fläche erstreckt, während die
schmale Seite in Vorschubrichtung des Brenners bzw. der zu härtenden Fläche liegt
und die Stege bzw. die Schlitze parallel zu dieser Bewegungsrichtung angeordnet
sind. Auf diese Weise kommt man zu einem Härtebrenner, der nicht nur infolge seiner
großen offenen Brennerfläche und der über letztere gleichmäßig verteilten Anordnung
der Brennerschlitze eine größtmögliche und darüber hinaus gleichmäßige Wärmeballung
auf in Vorschubrichtung kleinstem Raume beim Brennhärten gewährleistet, sondern
noch insofern eine weitere Steigerung der Brennerleistung erlaubt, als seine in
Vorschubrichtung verlaufenden, zwischen den Brennerschlitzen angeordneten Trennstege
infolge ihrer geringen Länge sich nicht verziehen und daher selbst bei schmalster
Ausbildung auch bei höchster Flammenleistung noch ihre geradlinige, einen gleichmäßigen
Flammenaustritt gewährleistende Gestalt beibehalten. Wegen der großen, gleichmäßigen
Wärmeballung auf kleinstem Raum kann man nunmehr auch mit einem für das Härten bisher
nicht möglichen raschen Vorschub arbeiten. Außerdem sind die durch Wärmeabwanderung
in das Innere des Werkstoffes verursachten Verluste sehr gering, und man kann den
Brenner in diesen Fällen auch mit Gasen geringeren Heizwertes betreiben.
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In der Zeichnung sind schematisch mehrere Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht. Bei der Ausführungsform nach Fig. i ist der in Gestalt
eines länglichen Rechteckes ausgebildete Brennermund i mit einer Vielzahl von zueinander
parallelen, durch schmale Stege 2 getrennten Schlitzöffnungen 3 versehen. Die Schlitze
3 wie die etwa gleich breiten Stege,-> verlaufen in Richtung des Brennervorschubes.
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In Fig. 2 und 2,a ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung in
der Aufsicht und im Schnitt dargestellt. Hier sind in den Brennerinund i dünne und
auswechselbare Blechlamellen q. eingesetzt, die durch Bolzen 5 und Abstandsringe
6 in ihrer Lage gehalten werden. Durch die Lamellen wird der Brennermund i in ein
Gitterwerk von Brennschlitzen 7 unterteilt, die, wie im Falle der Fig. i, untereinander
gleiche und auf ihre Länge hin gleichbleibende Breite haben. Die Lamellen q. können
einzeln oder in einem in sich geschlossenen Block eingesetzt, durch Schräubchen
gehalten oder eingelötet oder eingeschweißt werden.
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In Fig. 3 ist eine besonders einfache und zweckmäßige Einrichtung
zur gleichmäßigen Verteilung des Brenngases veranschaulicht, die in Verbindung mit
der in den Fig. i und 2 dargestellten Brennermundausführung besonders geeignet ist.
Das zur Brenngaszuleitung dienende und am Brenner angeschweißte oder angelötete
Rohr 8 ragt etwas in die Gaskammer 9 hinein und ist an seinem freien Ende durch
eine Platte io verschlossen. Unmittelbar vor dieser Platte enthält das Rohrende
einen Kranz von Austrittsöffnungen ii. Es bildet auf diese Weise einen Pralltopf,
in dem das durch das Rohr 8 zugeführte Brenngas abgebremst und entspannt wird. Nach
seinem Austritt aus den Öffnungen i i füllt das Gas alle Teile der Kammer 9 unter
gleichem Druck an und strömt daher aus den Schlitzen bzw. Löchern der Brenner auch
unter gleichem Druck aus.