DE971910C

DE971910C - Method and furnace for treating the inner surface of a hollow body

Info

Publication number: DE971910C
Application number: DEE8590A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Stauffer
Original assignee: EIDG WAFFENFABRIK
Current assignee: EIDG WAFFENFABRIK
Priority date: 1954-02-18
Filing date: 1954-02-18
Publication date: 1959-04-16

Description

Vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Behandlung der Innenfläche von mindestens einem Hohlkörper auf einmal mittels eines Gases in einem Ofen, bei welchem man Frischgas durch den Hohlkörper leitet.The present invention encompasses a method of treating the interior surface of at least one Hollow body at once by means of a gas in a furnace, in which fresh gas is passed through the hollow body directs.

Es ist bei solchen Verfahren insbesondere zur Nitrierung schon vorgeschlagen worden, nur die Innenwandung des Hohlkörpers mit der Nitrieratmosphäre in Berührung zu bringen. Zu diesem Zwecke stellt man mehrere Hohlkörper, z. B. Flugmotorenzylinder, unter Zwischenschaltung von Dichtungsringen aufeinander und sorgt dafür, daß das in den Hohlkörper eintretende Nitriergas außerhalb des Ofenraumes aus dem Hohlkörper austritt. Die Außenwandungen der Hohlkörper sind dabei von der normalen Ofenatmosphäre, die kein Nitriergas enthält, umgeben. Wenn daher am Eintritts- oder am Austrittsanschluß der Hohlkörper oder an den Verbindungsstellen der einzelnen aneinandergereihten Hohlkörper eine Un- ao dichtheit auftritt, womit praktisch zu rechnen ist, so tritt aus dem Ofenräum Fremdgas, ζ. Β. Sauerstoff oder ein anderes aktives Gas, in den Hohlkörper ein und verunmöglicht eine einwandfreie Nitrierung der Innenwandung selbst dann, wenn a$ nur kleine Mengen Fremdgas eintreten.It has already been proposed in such processes, in particular for nitriding, that only the inner wall of the hollow body be brought into contact with the nitriding atmosphere. For this purpose, one provides several hollow bodies, for. B. aircraft engine cylinder, with the interposition of sealing rings on each other and ensures that the nitriding gas entering the hollow body emerges from the hollow body outside the furnace chamber. The outer walls of the hollow bodies are surrounded by the normal furnace atmosphere, which does not contain any nitriding gas. If, therefore, an ao leakage occurs at the inlet or outlet connection of the hollow body or at the connection points of the individual lined up hollow bodies, which is to be expected in practice, foreign gas will escape from the furnace space, ζ. Β. Oxygen or other active gas into the hollow body and makes it impossible to properly nitriding the inner wall even if a $ occur only small amounts of foreign gas.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich vom Bekannten dadurch, daß man das mit Arbeitstemperatur durch den Hohlkörper geleitete Gas in den Ofenraum übertreten läßt, wo es als Schutzatmosphäre gegen Eindringen von Fremdgas in den Hohlkörper wirksam isf.The inventive method differs from the known in that you can do with Working temperature through the hollow body can pass gas into the furnace chamber, where it as A protective atmosphere is effective against the ingress of foreign gas into the hollow body.

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Der Hohlkörper ist somit auch an der Außenwandung vom Behandlungsgas umgeben. Sollten also an der Eintrittsanschlußstelle des Hohlkörpers Undichtheiten· auftreten, so kann vom Ofenraum kein Fremdgas, sondern nur Behandlungsgas in den Hohlkörper eintreten. Der Grand, weshalb das Gas durch den Hohlkörper zugeführt wird, liegt darin, daß die zur Behandlung notwendige Gasmenge dosiert und kontrolliert werden kann. Wenn dabei ίο infolge Undichtheit kleine Mengen Behandlungsgas vom Ofenraum in den Hohlkörper eindringen, so ist der Einfluß praktisch bedeutungslos. Wesentlich ist nur, daß diese kleinen Mengen nicht aus aktivem Fremdgas bestehen.The hollow body is thus also surrounded by the treatment gas on the outer wall. Should that is, leaks occur at the inlet connection point of the hollow body, so can occur from the furnace chamber no foreign gas, but only treatment gas enter the hollow body. The grand why the gas is fed through the hollow body, lies in the fact that the amount of gas necessary for the treatment can be dosed and controlled. If ίο small amounts of treatment gas due to a leak penetrate from the furnace chamber into the hollow body, the influence is practically insignificant. Essential is just that these small amounts do not consist of active foreign gas.

Der Ofen gemäß der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstelle für den Hohlkörper an die Frischgaszufuhr sich im Ofenraum befindet.The furnace according to the invention for carrying out the method according to the invention is thereby characterized in that the connection point for the hollow body to the fresh gas supply is in Furnace chamber is located.

Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform des Ofens, an Hand welcher erläutert werden soll, wie das Verfahren beispielsweise durchgeführt werden kann. Darin ist Fig. ι ein Vertikalschnitt durch den Ofen und Fig. 2 ein Schnitt durch eine Führung des Verteiltopfes zum gasdichten Anschluß eines Hohlkörpers. The drawing illustrates an example embodiment of the furnace by hand which should be explained how the method can be carried out, for example. In it is Fig. Ι a vertical section through the furnace and Fig. 2 is a section through a guide of the distribution pot for gas-tight connection of a hollow body.

Die Ofenausmauerung 1, in deren Nischen i_a nicht dargestellte Heizkörper eingebaut sind, hat an ihrer oberen Öffnung einen Kragen 2, auf dem sich der Flansch 3 eines Einsatztopfes 4 abstützt. Am Einsatztopf 4 ist ein Kopf 5 festgeschraubt, durch welchen die Anschlüsse 6 und 7 für die Frischgaszufuhrleitung 8 bzw. für die Austrittsleitung 24 für das verbrauchte Gas hindurchgeführt sind. Am Kopf 5 sind Aufhängeschienen 10 angehängt, an deren unterem Ende ein Tragkreuz 11 befestigt ist. Auf diesem Kreuz 11 ruht der Verteiltopf 12, welcher mit Austrittsöffnungen 13 versehene Führungen in Form konischer Auspressungen 14 aufweist (Fig. 2). Die öffnungen 13 liegen also innerhalb des Ofenraumes 9. Die von außen über das Winkelstück 15 durch den Anschluß 6 hindurchtretende Zufuhrleitung 8 für das Frischgas bildet im oberen Teil des Ofenraumes 9 eine Heizschlange 16 und verläuft nachher geradlinig im Ofenraum 9 weiter nach unten, bis sie durch eine in einer Vertiefung 17 des Verteiltopfes 12 liegende Dichtung 18 hindurch in den Topf 12 eintritt. Der Anschluß der Leitung 8 am Topf 12 liegt im Zentrum des letzteren. An den Aufhängeschienen 10 ist eine Führung 19 mit öffnungen 20 angebracht. Diese Führung 19 kann zwecks Anpassung ihrer Lage an die Länge der zu behandelnden Hohlkörper längs den Schienen 10 verstellbar angeordnet sein.The furnace lining 1, in the niches of _{which heating elements (} not shown) are installed, has a collar 2 at its upper opening, on which the flange 3 of an insert pot 4 is supported. A head 5 through which the connections 6 and 7 for the fresh gas supply line 8 and for the outlet line 24 for the used gas are passed is screwed tightly to the insert pot 4. Suspension rails 10 are attached to the head 5, at the lower end of which a support cross 11 is attached. On this cross 11 rests the distribution pot 12, which has guides provided with outlet openings 13 in the form of conical press-outs 14 (FIG. 2). The openings 13 are therefore within the furnace space 9. The supply line 8 for the fresh gas, which passes from the outside via the elbow 15 through the connection 6, forms a heating coil 16 in the upper part of the furnace space 9 and then runs in a straight line in the furnace space 9 further down until it enters the pot 12 through a seal 18 located in a recess 17 of the distribution pot 12. The connection of the line 8 to the pot 12 is in the center of the latter. A guide 19 with openings 20 is attached to the suspension rails 10. This guide 19 can be arranged to be adjustable along the rails 10 for the purpose of adapting its position to the length of the hollow bodies to be treated.

Das Verfahren kann mit Hilfe des gezeigten und beschriebenen Ofens z. B. zur Nitrierung von Schußwaffenläufen 21 wie folgt durchgeführt werden:The method can be carried out using the furnace shown and described, for. B. for the nitration of Firearm barrels 21 can be carried out as follows:

Bevor man außerhalb der Ausmauerung 1 den Kopf 5 mit den daranhängenden Teilen 8, 10, 11 und 12 in den Topf 4 einsetzt, führt man die Läufe 21 seitlich zwischen den Schienen 10 so ein, daß man sie zuerst schräg von unten nach oben in die öffnungen 20 einführt und hernach mit der eintrittsseitigen Kante 22 des Patronenlagers 23 (Fig. 2) auf den konischen Auspressungen 14 abstellt. Diese Auspressungen sind so genau hergestellt, daß die Kante 22 des Patronenlagers 23 über den ganzen Umfang auf den Auspressungen 14 gut aufliegt, so daß ein gasdichter Abschluß zwischen Verteiltopf 12 und· Waffenläufen 21 besteht. Man könnte zwischen den Kanten 22 und den Führungen 14 auch besondere Dichtungsmittel vorsehen. Sind auf diese Weise so viele Läufe 21 eingesetzt,, als der Topf 12 öffnungen 13 hat, so bringt man den Kopf 5 mit den daranhängenden Teilen in den Einsatztopf 4, verschraubt den Kopf 5 und versenkt das Ganze in der Ofenausmauerung 1, worauf man die Leitungen 8 und 24 an den Winkelstücken 15 anschließt.Before the head 5 with the attached parts 8, 10, 11 and 12 is inserted into the pot 4, the barrels 21 are inserted laterally between the rails 10 so that they are first inserted obliquely from bottom to top into the openings 20 and then with the entry side Edge 22 of the cartridge chamber 23 (FIG. 2) places on the conical press-outs 14. These press-outs are made so precisely that the edge 22 of the cartridge chamber 23 rests well over the entire circumference on the press-outs 14, so that a gas-tight seal between the distribution pot 12 and · weapon barrels 21. Special sealing means could also be used between the edges 22 and the guides 14 provide. If as many barrels 21 are inserted in this way as the pot 12 has openings 13, then if you bring the head 5 with the parts attached to it in the insert pot 4, the screwed Head 5 and sunk the whole thing in the furnace lining 1, whereupon the lines 8 and 24 adjoins the elbows 15.

Angenommen, der Ofenraum 9 sei bereits auf Arbeits-, d. h. im vorliegenden Fall auf Nitriertemperatur gebracht und die Behandlung habe bereits begonnen, so daß sich im Ofenraum 9 bereits verbrauchtes Nitriergas befindet, das dauernd durch die Austrittsleitung 24 ausströmt und von der Leitung 8 her ersetzt wird. Das durch die Leitung 8 unter Druck zugeführte Ammoniakgas fließt durch die Heizschlange 16, und da diese von den verbrauchten Gasen des Ofenraumes 9 umgeben ist, wird in ihr das Frischgas auf Nitriertemperatur gebracht. Mit dieser Temperatur tritt es in den Verteiltopf 12 und kann infolge des Abschlusses 14, 22 zwischen diesem Topf 12 und den Läufen 21 nur durch letztere hindurch in den Ofenraum 9 eintreten und sich erst dort mit den verbrauchten Gasen vermischen. Der Topf 12 sorgt für gute Verteilung des Frischgases, so daß Gewähr dafür geboten ist, daß jedem Lauf 21 die für die Behandlung seiner Innenwandung notwendige Gasmenge zugeführt wird. Diese Gasmenge kann durch Regulierung des Eintrittsquerschnittes der Leitung 8 oder des Druckes genau eingestellt werden. Die Nitriertemperatur kann z. B. 480 bis 520⁰ C oder darunter oder darüber betragen,- während die stündliche Gasmenge pro dm² Lauf innenfläche z.B. in einem Bereiche von 10 bis 100 g oder darunter oder darüber liegen kann. Ist der Abschluß 14, 22 "^ο nicht ganz dicht und kann etwas Nitriergas durch den Abschluß, in die Läufe 21 gelangen, so schadet dies nicht, weil es sich nicht um aktives Fremdgas handelt. Das Nitriergas im Ofenraum 9 wirkt also als Schutzatmosphäre gegen Eindringen von "5 Fremdgas in die Läufe.Assume that the furnace chamber 9 has already been brought to working temperature, ie in the present case to nitriding temperature, and the treatment has already started, so that there is already consumed nitriding gas in the furnace chamber 9, which continuously flows out through the outlet line 24 and is replaced by the line 8 will. The ammonia gas supplied under pressure through the line 8 flows through the heating coil 16, and since this is surrounded by the used gases from the furnace chamber 9, the fresh gas is brought to the nitriding temperature in it. At this temperature it enters the distribution pot 12 and, as a result of the closure 14, 22 between this pot 12 and the barrels 21, can only enter the furnace chamber 9 through the latter and only mix there with the used gases. The pot 12 ensures good distribution of the fresh gas, so that there is a guarantee that each barrel 21 is supplied with the amount of gas necessary for treating its inner wall. This amount of gas can be precisely adjusted by regulating the inlet cross section of the line 8 or the pressure. The nitriding temperature can e.g. B. 480 to 520 ⁰ C or below or above, - while the hourly amount of gas per dm ² running inner surface can be, for example, in a range of 10 to 100 g or below or above. If the closure 14, 22 " ^{o is} not completely tight and some nitriding gas can get through the closure into the barrels 21, this does not do any harm because it is not an active foreign gas. The nitriding gas in the furnace chamber 9 thus acts as a protective atmosphere against penetration of "5 foreign gas in the barrels.

Anstatt Schußwaffenläufe kann man mit dem Verfahren auch andere Hohlkörper behandeln. Anstatt mehrere Hohlköjper auf einmal, kann man auch nur einen einzigen auf einmal in den Ofen bringen, wobei dann allerdings der Topf 12 nureine öffnung 13 haben· darf oder die nicht gebrauchten öffnungen geschlossen werden müssen. An Stelle des Verteiltopfes 12 kann ein anderer Anschlußraum für den gasdichten Anschluß des oder der Hohlkörper treten. Der durch den Ofen-Instead of gun barrels, the process can also be used to treat other hollow bodies. Instead of several hollow bodies at once, you can only put one in the oven at once bring, but then the pot 12 may only have one opening 13 or the not used openings must be closed. Instead of the distribution pot 12, another Connection space for the gas-tight connection of the hollow body or bodies. The one through the furnace

raum 9 führende Teil der Zufuhrleitung kann in anderer Weise als in Form einer Rohrschlange 16 als. Heizleitung ausgebildet sein. Anstatt das Frischgas in einer durch den Ofenraum sich erstreckenden Heizleitung auf Arbeitstemperatur zu bringen, könnte man auch außerhalb des Ofenraumes liegende Mittel zur Aufheizung des Frischgases auf Arbeitstemperatur vorsehen.Space 9 leading part of the supply line can be done in a different way than in the form of a pipe coil 16 as. Be formed heating cable. Instead of the fresh gas in one that extends through the furnace chamber Bringing the heating cable to working temperature could also be done outside the furnace Provide horizontal means for heating the fresh gas to working temperature.

Anstatt einer Nitrierung könnte man die Hohlkörper auch der Behandlung durch ein anderes Gas unterziehen. So könnte man z. B. mit Hilfe von Kohlenoxydgas eine Aufkohlung der Hohlkörper durchführen. Die dabei verwendeten Temperaturen und Gasmengen können dabei die bei Aufkohlungsprozessen üblichen Werte haben.Instead of nitriding, the hollow body could also be treated with another gas undergo. So you could z. B. with the help of carbon dioxide gas a carburization of the hollow body carry out. The temperatures and amounts of gas used can be the same as in carburizing processes have usual values.

Anstatt die Hohlkörper nur auf Führungen von der Art der konischen Auspressungen 14 aufzusetzen, kann man sie auf andere Weise z. B. durch Verschraubung oder Verklemmung am Anschlußbehälter montieren.Instead of just placing the hollow bodies on guides of the type of conical press-outs 14, can you use them in other ways z. B. by screwing or jamming on the connection container assemble.

Claims

Patent claims:

ι. Method of treatment of the inner surface one or more hollow bodies simultaneously by means of an active gas, e.g. B. a nitriding gas in a furnace in which active fresh gas is passed through the hollow body, thereby characterized in that the gas passed through the hollow body at working temperature can pass into the furnace chamber, where it acts as a protective atmosphere against the ingress of Foreign gas is effective in the hollow body.

2. The method according to claim i, characterized in that that one leads the fresh gas through a heating line surrounded by the gas in the furnace chamber into a connection space from where it ends up in the hollow body with respect to the furnace chamber.

3. The method according to claim 2, characterized in that 'the hollow body before the Supply of fresh gas with its inlet-side end tightly on a guide provided with an outlet opening of a connection space-forming container touches down.

4. Oven for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the connection point for the hollow body to the fresh gas supply is in the furnace.

5. Oven according to claim 4, characterized by a to a container for connection of the hollow body leading fresh gas line, which runs through the furnace chamber Heating cable forms.

6. Oven according to claim 4 or 5, characterized in that the container has a distribution pot forms for the connection of at least two hollow bodies.

7. Oven according to claim 6, characterized in that the distribution pot at least two conical seats with outlet openings for placing the inlet end the hollow body has.

Considered publications:
German patent specification No. 741 228.

1 sheet of drawings