DE2438558C2

DE2438558C2 - Device for surface hardening by local heating of the inner surface layers of pipe bends

Info

Publication number: DE2438558C2
Application number: DE19742438558
Authority: DE
Inventors: Vinzenz 2000 Hamburg Siller
Original assignee: Individual
Current assignee: SILLER, VINZENZ, 2000 HAMBURG, DE
Priority date: 1974-08-10
Filing date: 1974-08-10
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE2438558A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Oberflächenhärten von Rohrbogen durch örtliches Erhitzen der inneren Randschichten der Rohrbogen unter Verwendung eines Gas-ZSauerstoffbrenners auf Härtetemperatur ohne oder mit Veränderung der Kerneigenschaften und einer dem Brenner nachgeschalteten Kühleinrichtung. The invention relates to a device for surface hardening of pipe bends by local heating of the inner edge layers of the pipe bends to hardening temperature using a gas / oxygen burner with or without a change in the core properties and a cooling device downstream of the burner.

Das Härten von Metalloberflächen durch örtliches Erhitzen der Randschicht mit Gas-ZSauerstoffbrennern auf Härtetemperatur ohne Veränderung der Kerneigenschaften des Werkstoffes ist unter der Bezeichnung »Flammhärten« bekannt. Es wird /ur Oberflächenhärtung von Wellen, Walzen, Büchsen, Zahnflankeri und auch zur Innenhärtung von geraden Rohren verwendet.The hardening of metal surfaces by local heating of the surface layer with gas / oxygen burners to hardening temperature without changing the core properties of the material is under the designation "Flame hardening" known. It will / ur surface hardening used by shafts, rollers, bushings, tooth flanks and also for internal hardening of straight pipes.

Es ist auch bekannt. Rohrbogen zu härten. Da. wo eine Bogenhärtung erforderlich ist, werden die Bögen in Öfen auf Härtetemperatur gebracht und dann in einem Wasser- oder Ölbad abgeschreckt. Nachteilig ist jedoch bei diesem Verfahren, daß eine ungleiche Härte infolge von Blasenbildung im Rohr und durch eine ungleiche Abschreckung erzielt wird. Hinzu kommt, daß die Materialverluste durch Ausschuß relativ groß sind und die Ofenhärtung mit hohen Kosten verbunden ist.It is also known. Harden elbow. There. Where sheet hardening is required, the sheets are brought to hardening temperature in ovens and then in a Quenched in a water or oil bath. However, this method has the disadvantage that uneven hardness as a result of bubble formation in the pipe and uneven quenching is achieved. In addition, the Material losses due to rejects are relatively large and oven curing is associated with high costs.

Zum Innenhärten von Bohrungen und Büchsen ist es bekannt, Pilzbrenner zu verwenden. Dieser Pilzbrenner vereinigt in sich den Brenner und eine Wasserbrause. Die Anwendung erfolgt in der Art, daß entweder der Brenner im stehenden Zylinder aufwärts oder der Zylinder über dem stehenden Brenner abwärts bewegt wird. Zur Erzeugung einer unterbrochenen Durchhärtung ist eine Außenerwärmung mit Innenkühlung möglich (Ruhfus, Wärmebehandlung der Eisenwerkstoffe. 1958, Verlag Stahleisen M.B.H., S. 205-209). Mit derartigen Brennern ist jedoch eine Oberflächenhärtung von Rohrbogen nicht möglich.It is known to use mushroom burners for internal hardening of bores and bushings. This mushroom burner combines the burner and a water shower. The application takes place in such a way that either the Burner in the stationary cylinder upwards or the cylinder moved downwards above the stationary burner will. External heating with internal cooling is required to produce an interrupted hardening possible (Ruhfus, heat treatment of iron materials. 1958, Verlag Stahleisen M.B.H., pp. 205-209). With However, surface hardening of pipe bends is not possible with such burners.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung ?.u schaffen, mit der eine bessere und gleichmäßigere Flammhärtung von Rohrbögen sowie eine Ableitung des Kühlwassers aus dem Innenraum des Rohrbogens möglich ist, so daß ein Verbleiben von Restwasser in dem Rohrbogeninnenraum vermieden wird.It is therefore the object of the present invention to create a generic device? .U with which a better and more even flame hardening of pipe bends as well as a drainage of the cooling water from the Interior of the pipe bend is possible, so that residual water remains in the pipe bend interior is avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung gemäß der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.To solve this problem, a device according to the type described at the beginning is proposed, which is characterized according to the invention by the features specified in the claim.

Aufgrund dieser Ausgestaltung ist eine Gesamtanordnung getroffen, aufgrund der der Flammhärtebrenner mit der Kühleinrichtung auf einer Umlaufbahn verschwenkbar ist, deren Radius durch den Radius des zu härtenden Rohrbog.-?ns vorgegeben ist. Mittels der Vorrichtung ist ei ferner möglich, entweder die gesamte Innenraumwandungsfläche des zu härtenden Rohrbogens in einem Vorgang zu härten, indem nämlich der Flammhärtebrenner mit seiner gesamten Länge in den Innenraum des Rohrbogens verschwenkt wird, oder das Härten im Innenraum des Rohrbogens zonenweise vorzunehmen, indem der Flammhärtebrenner langsam in den Innenraum des Rohrbogens eingeführt wird. Im letzteren Falle ergibt sich der Vorteil einer gewissen Nachhärtung für diejenigen Bereiche, die bereits beim Einfahre-i des Flammhärtebrenners gehärtet worden sind. Die sich an den Flatnmhärtebrenner anschließende Kühleinrichtung ermöglicht das sofortige Abschrecken des Rohrbogens. Dadurch, daß der Rohrbogen in der Vorrichtung eine Stellung einnimmt, aufgrund der mindesten* eine Rohrbogenöffnung der Standfläche des Lagergestells zugekehrt ist, wird erreicht, daß das von der Kühleinrichtung abgegebene Kühlwasser bodenseitig abfließen kann, so daß ein Stehen von Restwasser im Rohrbogeninnenraum vermieden wird.On the basis of this configuration, an overall arrangement is made on the basis of which the flame hardening burner is pivotable with the cooling device on an orbit, the radius of which by the radius of the to hardening pipe bend .-? ns is given. By means of the device, it is also possible to use either the entire To harden the interior wall surface of the pipe bend to be hardened in one operation, namely by the Flame hardening burner is pivoted with its entire length into the interior of the pipe bend, or that Carry out hardening in the interior of the pipe bend zone by zone by slowly turning the flame hardening burner is introduced into the interior of the pipe bend. In the latter case there is a certain advantage Post-hardening for those areas that have already been hardened when the flame hardening burner was run in are. The cooling device connected to the flatnm hardness burner enables immediate quenching of the pipe bend. The fact that the pipe bend occupies a position in the device due to the at least * one pipe bend opening is facing the standing surface of the storage rack, it is achieved that the of the cooling device discharged cooling water can flow off at the bottom, so that a standing of residual water in the Pipe bend interior is avoided.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an einem Ausfühningsbeispiel dargestellt.In the drawing, the subject matter of the invention is shown in an exemplary embodiment.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Flammhärten besteht aus einem Lagergestell 10, das eine horizontal gelagerte Welle 11 aufnimmt, die über einen Antriebsmotor 15 in Umlauf versetzbar ist. Bei 12 ist eine Antriebsscheibe und bei 16 ein Antriebsriemen angedeutet.The flame hardening device designed according to the invention consists of a storage rack 10 which a horizontally mounted shaft 11 receives the over a drive motor 15 can be rotated. At 12 is a drive pulley and at 16 is a drive belt indicated.

Mit dem Lagergestell 10 ist ein Haltcarm 150 fest verbunden, der an seinem freien Ende den zu härtenden Rohrbogen 100 trägt. Der Rohrbogen 100 ist mit seinem einen freien Ende an dem freien Ende des Haltearmes 150 fest verbunden.A holding arm 150 is firmly connected to the storage frame 10 and carries the pipe bend 100 to be hardened at its free end. One free end of the pipe bend 100 is firmly connected to the free end of the holding arm 150.

An der mit der Welle U verbundenen Tragplatte 20 ist ein Tragstab 125 befestigt an dessen freiem Ende eine Kühleinrichtung 50 und der der Kühleinrichtung vorgeschaltete Flammhärtebrenner 30 angeordnet ist. Der Flammhärtebrenner 30 und die Kühleinrichtung 50 bestehen aus miteinander verbundenen Rohrbogen, die einen Innendurchmesser aufweisen, der ein Einfahren des Flammhärtcbrenners 30 und der Kühleinrichtung 50 in den Inncnraiim des zu härtenden Rohrbogens 100 ermöglicht. Über die Welle 11 und die Tragplatte 20 und den Tragstab 125 ist der Flammhärtebrenner 30 und die Kühleinrichtung 50 auf einer dem Radius des /u härtenden Rohrbogens 100 entsprechenden kreisbogenförmigcn Umlaufbahn verschwenkbar und in den Itinenraum des zu härtenden Rohrbogens einschwenkbar. Das Verschwenken des Flammhärtebrenners 50 mit der Kühleinrichtung 50 erfolgt in Pfeilrichtung A'. Der Flammhärtebrcnner 30 und die Kühleinrichtung 50 sindOn the support plate 20 connected to the shaft U, a support rod 125 is attached at its free end Cooling device 50 and the flame hardening burner 30 connected upstream of the cooling device is arranged. The flame hardening burner 30 and the cooling device 50 consist of pipe bends connected to one another, which have an inner diameter that allows the flame hardening burner 30 and the cooling device 50 to be retracted in the interior of the pipe bend 100 to be hardened enables. About the shaft 11 and the support plate 20 and the support rod 125 is the flame hardening burner 30 and the Cooling device 50 on an arc of a circle corresponding to the radius of the hardening pipe bend 100 Orbit pivotable and pivotable into the route space of the pipe bend to be hardened. The flame hardening burner 50 is pivoted with the cooling device 50 in the direction of arrow A '. Of the Flame hardener 30 and the cooling device 50 are

miteinander durch eine Trennwand 160 getrennt.separated from one another by a partition 160.

Der Flammhärtebrenner 30 ist in bekannter Weise ausgebildet und weist radial auf seinem Umfang und über seine gesamte Länge verteilt angeordnete Flammaustrittsöffnungen auf, so daß die allseitig aus dem Flammhärtebrenner 30 austretenden Flammen die Innenwandungsflächen des Rohrbogens 100 beaufschlagen, wenn der Flammhärtebrenner 30 in den Innenraum des Rohrbogens 100 eingeführt wird. Der Fiammh?rtebrenner 30 kann den Innenraum des Rohrbogens 100 langsam durchwandern, bis die Kühlzone erreicht wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Flammhärtebrenner 30 in den lnnenraum des Rohrbogens 100 einzuführen und dann den Flammhärtebrenner in Betrieb zu nehmen. Die Länge des Flammhärtebrenners 30 entspricht der Länge des Rohrbogens 100. Auch die Länge der Kühleinrichtung 50 entspricht der Länge des Rohrbogens 100, so daß nach Einfahren des Flammhärtebrenners 30 in den lnnenraum des Rohrbogens 100 ein Flammhärten im Bereich der gesamten Innenraumfläche des Rohrbogens erfolgen kann. 1st das Flammhärten beendet, so wird die Gesamtvorrichiung, bestehend aus Flammhärtebrenner 30 und Kühleinrichtung 50, weiter in Pfeilrichtung X verschwenkt, so daß die Kühleinrichtung 50 abschnittsweise in den innenraum des Rohrbogens 100 eingeführt wird.The flame hardening burner 30 is designed in a known manner and has flame outlet openings arranged radially on its circumference and distributed over its entire length, so that the flames exiting from the flame hardening burner 30 on all sides impact the inner wall surfaces of the pipe bend 100 when the flame hardening burner 30 enters the interior of the pipe bend 100 is introduced. The flame hardening burner 30 can slowly wander through the interior of the pipe bend 100 until the cooling zone is reached. However, there is also the possibility of introducing the flame hardening burner 30 into the interior of the pipe bend 100 and then putting the flame hardening burner into operation. The length of the flame hardening burner 30 corresponds to the length of the pipe bend 100. The length of the cooling device 50 also corresponds to the length of the pipe bend 100, so that after the flame hardening burner 30 has moved into the interior of the pipe bend 100, flame hardening can take place in the area of the entire interior surface of the pipe bend. When the flame hardening is finished, the entire device, consisting of flame hardening burner 30 and cooling device 50, is pivoted further in the direction of arrow X so that cooling device 50 is introduced into the interior of pipe bend 100 in sections.

Der Tragstab 125 trägt gleichzeitig die Versorgungsleitungen V zum Flammhärtebrenner 30 und zur Kühleinrichtung 50. Der Kühleinrichtung 50 wird Druckwasser als Kühlwasser zugeleitet. lot die gesamte Kühleinrichtung 50 in den Innenraum des Rohrbogens 100 eingeführt, dann ist die Abschreckung erreicht. Hierauf wird die Gesamtvorrichtung, bestehend aus Flammhärtebrenner 30 und Kühleinrichtung 50, wieder in die in der Zeichnung dargestellte Ausgangsposition zurückverschwenkt und ein neuer Rohrbogen in die Haltexung 150 eingespannt.The support rod 125 simultaneously carries the supply lines V to the flame hardening burner 30 and to Cooling device 50. The cooling device 50 is supplied with pressurized water as cooling water. lot the whole Cooling device 50 introduced into the interior of the pipe bend 100, then the quenching is achieved. The entire device, consisting of flame hardening burner 30 and cooling device 50, is then restored pivoted back into the starting position shown in the drawing and a new pipe bend into the Haltxung 150 clamped.

Die Gesamtanordnung ist dabei so getroffen, daß der Flammhärtebrenner 30 mit der Kühleinrichtung 50 auf der mit Ubezeichneten Umlaufbahn verschwenkbar ist, die dem Radius der Mi". ollinie des Rohrbogens 100 entspricht.The overall arrangement is such that the flame hardening burner 30 with the cooling device 50 can be pivoted on the orbit designated with U , which corresponds to the radius of the center line of the pipe bend 100.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for surface hardening of pipe bends by local heating of the inner edge layers of the pipe bends using a gas / oxygen burner to hardening temperature with or without change of the core properties and a cooling device downstream of the burner, characterized in that the pipe bend (100) to be hardened by means of a holding arm ( 150) is fixedly attached to a storage frame (10) in such a way that one of the two raw arch openings faces the standing surface of the storage frame (10), since the flame hardening burner (30), which has a length corresponding to the length of the pipe bend (100), and the one the length of the cooling device (50) corresponding to the length of the lungs of the pipe bend (100) have a circular arc-shaped curvature, the radius of which corresponds to the radius of the pipe bend (100) , and which on a circular arc-shaped orbit by means of a support rod (125) corresponding to the radius of the pipe bend (100) ) pivotable and into the interior of the pipe bend (100) are retractable, and that the support rod is fixed on one side and perpendicular to the longitudinal direction of the shaft to a shaft (11) driven by a drive motor (15) and mounted in the rack (10), the other end (MSa) of the Support rod (125) is connected to the free end of the cooling device (50).