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Verfahren zum Härten von Hohlkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Härten der Innenoberfläche von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren. Es ist
bekannt, Hohlkörper dadurch zu härten, daß man mittels eines Spritzrohres ein Abschreckmittel
an die Innennflächen spritzt, sei dies mit oder ohne Änderung der Lage des Spritzrohres
im Hohlkörper.
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Es sind auch verschiebbare, bezüglich der Länge des zu härtenden Rohres
kurze Ahschreckvorrichtungen verwendet worden, mit denen ein erhitzter Hohlkörper
dadurch abgeschreckt wird, daß man Abschreckflüssigkeit zwischen die Außen-,vand
der Vorrichtung und die Hohlkörperinnenwand fließen läßt. Es gibt verschiedene Arten
der ungleichförmigen Härtung von Hohlkörpern. Technisch bedeutungsvoll ist _ die
gleichmäßig verlaufende, ungleichförmige Härtung, die dem Hohlkörper beispielsweise
an einem Ende eine größere-, nach dem anderen Ende zu abfallende Härtung erteilt.
Solche Probleme treten bekanntlich in der Waffenherstellung ein, wo bestimmte Stellen,
z. B. die Spitze eines Geschosses oder der rückwärtige Teil eines Rohres, eine größere
Härtung erfahren müssen als andere Stellen. Aber auch bei manchen anderen Anwendungen
wird ein derartiger Härteverlauf benötigt.
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Eine weitere Form der ungleichförmigen Härtung ist die stufenweise
Härtung, bei welcher einzelne
Stücke des Hohlkörpers einen anderen
Härtungsgrad als andere Teile aufweisen sollen, wobei innerhalb der Stufen eine
ungleichmäßig verlaufende Härtung oder auch eine gleichmäßige Härtung erfolgen soll.
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Neben der ungleichförmigen Härtung von Hohlkörpern kommt natürlich
auch die gleichförmige Härtung in Frage. Die gleichförmige Härtung ist die in weiterem
Umfange angewendeteMethode, während die ungleichförmige Härtung eineSpezialaufgabe
der Technik darstellt.
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Es wurde festgestellt, daß bei Anwendung der bisher bekannten Verfahren
fleckenartig ungleichmäßige Stellen entstehen. Diese kleinflächigen, unregelmäßig
verteilten Ungleichförmigkeiten der Härtung wirken sich insbesondere auf den Verschleiß
des gehärteten Hohlkörpers und dessen mechanische Eigenschaften sehr nachteilig
aus und haben einen großen Prozentsatz des Ausschusses zur Folge. Es wurde nun erkannt,
daß die fleckenartig ungleichmäßigen Stellen auf Dampfblasen zurückzuführen sind,
welche infolge der Leidenfrostschen Erscheinung entstehen. Diese Dampfblasen haben
eine ungleichmäßige Härtung zur Folge in dem Sinne, daß an denjenigen Stellen, welche
von den Dampfblasen überdeckt sind, die Härtung geringer ist als an den übrigen
Stellen. Diese Dampfblasen sind ungleichmäßig über die zu härtende Oberfläche verteilt
und sind ungleichmäßig groß. Diese Feststellung gilt für alle Arten der Härtung,
also für eine gleichförmige Härtung und eine ungleichförmige Härtung, die stufenweise
ungleichförmig oder gleichförmig verlaufend sein kann.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Härten von Hohlkörpern ohne
fleckenartig ungleichmäßige Stellen, da durch diese Erfindung die Dampfblasen abgeschert
werden. .
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ein
Abscbreckmittel durch einen Zwischenraum hindurchgepreßt wird, der durch einen auf
der ganzen Länge des erhitzten Hohlkörpers in geringem Abstand von der Innenoberfläche
eingeführten Kern gebildet ist.
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Die Mittel zur Beseitigung der Dampfblasen und damit der fleckenartigen
Ungleichmäßigkeit... bestehen aus einem Kern, der in,den Hohlkörper eingeführt wird
und der einen geringen Zwischenraum zwischen sich und dem Hohlkörper frei läßt,
durch welchen Zwischenraum das Härtemittel durchgepreßt wird. Der Kern kann voll
beweglich angeordnet sein, und dann entsteht eine gleichmäßig verlaufende ungleichförmige
Härtung, wobei die Leidenfrostschen Dampfblasen durch das Abschreckmittel weggeschoben
oder weggeschert werden, so daß die «fleckenartige Ungleichheit» vermieden wird.
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Der Kern kann aber auch höhl und unbeweglich angeordnet sein, wobei
das Abschreckmittel durch den hohlen Kern zugeführt und durch in ihm vorhandene
seitliche Öffnungen dem Innern des Hohlkörpe#rs zugeführt werden, In diesem Fall
entsteht irgendeine ungleichförmige Härtung, je- nach der Zahl und Anordnung der
Öffnungen; das Abscheren der Leidenfrostschen Dampfblasen erfolgt in der bereits
erwähnten Weise.
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Der Kern kann außerdem hohl und axial beweglich angeordnet sein, wobei
das Abschreckmittel auf gleiche Weise zugeführt wird, wie es im vorhergehenden Absatz
beschrieben ist. In diesem Fall entsteht je nach Zahl und Art der Anordnung der
Öffnungen und der Bewegung des Kernes eine ungleichförmige oder eine gleichförmige
Härtung.
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Bei jeder Art der Härtung von Hohlkörpern kann demnach du-roh Beseitigung
der Leidenfrostschen Dampfblasen, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens diese
fleckenmäßige Ungleichheit der Härtung vermieden werden.
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Durch diese Anordnung eines Kerns im Innern des Hohlkörpers ist dafür
Sorge getragen, daß die entstehenden Dampfblasen, in radialer Richtung gemessen,
sämtlich gleiche Größe besitzen, womit eine größere Gleichmäßigkeit in der Härte
erreicht ist. Da der Druck, der Kernabstand und damit die Fließgeschwindigkeit des
Abschreckmittels reguliert werden können, ist die Möglichkeit gegeben, eine völlig
gleichmäßige Berührung zwischen Abschreckmittel und Körper zu erzielen, die Blasen
schnell zu entfernen und dadurch die Verzögerung der Härtung an den betreffenden
Stellen auf ein Minimum herabzusetzen.
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Die Zuführung des Abschreckmittels kann entweder zwischen Kern und
Hohlkörper erfolgen, oder es kann der Kern selbst zur Zuführung des Abschreckmittels
verwendet werden. In diesem Falle weist der Kern Austrittsöffnungen für das Abschreckmittel
auf, und das Ahschreckmittel wird durch das Kerninnere zugeführt. Je nach Anordnung
der Austrittsöffnungen aus dem Kern kann erreicht werden, daß der Hohlkörper ungleichmäßig
gehärtet wird, indem diejenigen Zonen des Hohlkörpers; welche in der Nähe der Austrittsöffnungen
des Abschreckmittels liegen, zuerst und stärker gehärtet werden als die übrigen
Zonen. Dies kann be,isp.ielsweise erwünscht sein bei Geschützrohren, welche für
bestimmte Zwecke stufenförmig gehärtet werden müssen. Der Kern kann außer axial
auch drehbar angeordnet sein. Durch die Bewegung des Kerns und durch Regulierung
der Austrittsgeschwindigkeit des Abschreckmittels ist es möglich, die Härtung der
Hohlkörper in weiten Grenzen zu variieren und die Härtung den Anforderungen der
Praxis weitgehend anzupassen und beliebige, stufenweise, ungleiche Härtung zu erreichen.