DEP0013249DA - Oberflächenhärten der Innenfläche von Hohlkörpern. - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Stähle mit einer chemischen Zusammensetzung, die Härtbarkeit gewährleistet durch scharfe, kurze Stichflammen, so schnell an ihrer Oberfläche zu erhitzen und sofort wieder abzuschrecken, daß nur eine geringe Tiefenzone des Stahlquerschnittes gehärtet wird. Die Einhärtungstiefe ist dabei von der Arbeitsgeschwindigkeit, Intensität der Flamme, Abschreckwirkung und von der Stahlzusammensetzung abhängig.

Man kann auf diese Weise nicht nur Wellen und Profilstücke, sondern auch Bleche - also relativ große Flächen - gleichmässig oberflächenhärten. Eine wichtige Bedingung für die notwendige Gleichmässigkeit der Härtung ist neben der sinngemässen Ausbildung des Brenners seine gleichbleibende Entfernung von der zu härtenden Stahloberfläche. Es ist nun naheliegend und auch schon versucht worden, dieses bekannte und bewährte Verfahren auch für das Härten der Innenflächen von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren anzuwenden. Es hat sich aber nicht mit gutem Erfolg anwenden lassen, da bei Rohren mit großen Wandstärkenunterschieden (besonders bei relativ geringen Wandstärken) und Unrundheiten zu rechnen ist; die Folge davon ist entweder eine vollständige Durchhärtung des Wandquerschnittes oder eine zu geringe Einhärtung. Selbst bei bester Brennerausführung kann die notwendige gleichmässige Entfernung von der zu härtenden Oberfläche nicht gewahrt werden oder es treten durch Berührung des Brenners mit der zu härtenden Innenfläche Beschädigungen der Brennerdüse ein.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Härten der Innenfläche eines Rohres, bei dem im Rohrinnern in der Längsachse des Rohres eine Härtungsvorrichtung mit radial gerichteten Brennerdüsen und nachfolgender Abschreckvorrichtung z.B. einer Ringbrause, verfahren wird.

Erfindungsgemäß wird während des Verfahrens der Härtevorrichtung in der Rohrlängsachse das Rohr oder die Härtevorrichtung um die Rohrlängsachse als Drehachse in mehr oder weniger schnelle Umdrehung versetzt, wobei sich die Abstimmung des Vorschubes in Rohrlängsrichtung und die Drehgeschwindigkeit aus den Werkstoffeigenschaften und den gewünschten Härtebedingungen, insbesondere der Einhärtetiefe ergibt.

Dabei hat sich herausgestellt, daß die Härtung -- wenn sie in senkrechter, schräger oder auch waagerechter Lage vorgenommen wird -- selbst bei mehreren meterlangen Rohren vollkommen einwandfrei ist, was bislang beim Rohrhärten ohne Drehung nicht erreicht werden konnte.

Im allgemeinen wird man zur Erzielung der Relativbewegung zwischen Rohr und Härtevorrichtung das Rohr um die sich nicht drehende Härtevorrichtung drehen, doch ist es ebenso wohl möglich und im Hinblick auf die Erreichung guter Härte-Eigenschaften gleichwertig, die Härtevorrichtung bzw. den Brenner allein zu drehen; allerdings bedingt diese Ausführungsart des Verfahrens nach der Erfindung eine komplizierte Ausbildung des Brenners und der Abschreckvorrichtung. Beispielsweise kann die Härtungsvorrichtung so ausgebildet sein, daß sie durch die Rückstoßwirkung unter Druck stehender Gase und Flüssigkeiten beim Ausströmen aus düsenartigen Oeffnungen in Drehung versetzt wird.

Es ist zweckmässig, Brenner und Abschreckvorrichtung durch verstellbare bzw. federnde Rollen so abzustützen, daß eine möglichst gleichbleibende Entfernung der Brennerdüsen von der Rohrinnenwand eingehalten wird. Die Verstellvorrichtung muß dabei eine Arretierung haben, die die Unterschreitung einer Mindestentfernung der Brennerdüsen von der Rohrinnenwand verhindert. Die Drehung des Rohres oder des Brenners während des Härtungsvorganges bewirkt einen Ausgleich der über den

Umfang unterschiedlichen Entfernung der Brennerdüsen von der Rohrinnenwand und auch einen Ausgleich etwaiger Unterschiede der Brennerflammen, so daß eine gleichmässige Erhitzung der zu härtenden Innenfläche gesichert ist.

Im folgenden sei eine der vielen Möglichkeiten zur Durchführung des Verfahrens beschrieben:

Das Rohr wird senkrecht auf eine Drehscheibe aufgestellt und verspannt, wobei die Längsachse des Rohres durch den Mittelpunkt der Drehscheibe gehen muß, um eine konzentrische Rotation des Rohres zu sichern.

Das Mittelstück der Drehscheibe, auf der das zu härtende Rohr aufsitzt, wird zweckmässig auswechselbar ausgebildet und hat kronenartige Ausnehmungen, um ein Abfliessen der Härtungsflüssigkeit zu ermöglichen.

Die Apparatur, die den Brennerkopf trägt und die Zuleitungen für die Heizgase und Abschreckflüssigkeit enthält, wird mit drei oder vier gleichmässig über dem Umfang angeordneten Stützrollen versehen, die ein "Aus der Rohrachse gehen" des Brenners verhindern und eine Beschädigung der Düsen durch Berühren mit der Innenwand des zu härtenden Rohres unmöglich machen. Sie gewährleisten ferner eine möglichst gleichbleibende Entfernung des Brenners von der Rohrinnenfläche.

Der Arbeitsvorgang mit der vorstehend beschriebenen beispielsweisen Einrichtung geht wie folgt vor sich:

Das genau senkrecht zur Rohrachse abgestochene Rohr wird auf der Drehscheibe senkrecht aufgesetzt, zentriert und verspannt. Dann wird der über dem Rohr in der verlängerten Längsachse starr oder pendelartig hängend angebrachte, über die ganze Rohrlänge verfahrbare Härtungsapparat von oben eingeführt. Durch Einstellen der Stützrollen wird ein möglichst konzentrisches Verfahren des Apparates bewirkt. Nun wird der Apparat eingesenkt, wobei das Rohr in langsame Drehung versetzt wird. Dabei kann beobachtet werden, wie groß die Unrundheit des Rohres ist. Ist sie so bedeutend, daß die abgestützte Apparatur zu klemmen beginnt, muß das Rohr als unbrauchbar ausgeschieden werden. Das Verstellen der Stützrollen darf so weit vorgenommen werden, daß die Entfernung zwischen Brennerdüsen und Rohrinnenwand noch eine gute Härtung erwarten läßt. Hat die Apparatur das untere Rohrende erreicht, werden Brenner- und Abschreckdüsen in Tätigkeit gesetzt, das Rohr in schnellere Drehungen versetzt und die Apparatur wird mit der für die gewünschte Einhärtungstiefe notwendigen Geschwindigkeit wieder nach oben gefahren.

Claims (2)

1.) Verfahren zum Oberflächenhärten der Innenfläche von Rohren oder ähnlichen Hohlkörpern, bei denen im Rohrinnern in Richtung der Längsachse des Rohres eine Härtevorrichtung mit radial gerichteten Brennerdüsen und nachfolgender Abschreckvorrichtung, z.B. einer Ringbrause, verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verfahrens der Härtevorrichtung in der Längsachse des Rohres entweder das Rohr, die Härtevorrichtung oder der Brenner der Härtevorrichtung um die Rohrlängsachse als Drehachse gedreht wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Brenner und die Zuführungsleitungen für die Gase und die Abschreckflüssigkeit tragende Haltevorrichtung durch verstellbare bzw. federnde Stützrollen o.dgl. derart geführt wird, dass eine möglichst unveränderte Entfernung der Brennerdüse von der zu härtenden Rohrinnenwand gesichert wird, wobei eine Arretiervorrichtung die Unterschreitung einer Mindestentfernung der Düsen von der Rohrinnenwand verhindert.