AT508173B1 - Abschreck- oder abkühlvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Abschreck- oder Abkühlvorrichtung zur Abkühlung von wärmebehandelten Werkstücken (1), insbesondere Stählen, umfasst ein Becken (5) für ein flüssiges Abschreck- oder Kühlmedium (2) mit Boden (3) und Wandungsteilen (4), eine Pumpe zur Umwälzung des flüssigen Mediums (2) und Düsen (6) sowie gegebenenfalls Lastaufnahmemittel zur Anhebung und Absenkung des zu kühlenden Gutes. Um eine sehr gleichmäßige, gezielt gerichtete Strömungsverteilung des Kühlmediums (2) innerhalb des Beckens (5) und dadurch eine gleichmäßige Abkühlung des Werkstückes (1) sowie kürzere Abkühlbeziehungsweise Abschreckzeiten kostengünstig und einfach zu erzielen, sind als Düsen (6) im Becken (6) Mischdüsen, insbesondere Venturi-Düsen vorgesehen. Diese erzeugen einen das umgebende Medium (2) mitreißenden Hauptstrom, wobei der Düsenaustritt einen Mischstrom (7) bildet.

Description

österreichisches Patentamt AT 508 173 B1 2011-03-15

Beschreibung [0001] Abschreck- oder Abkühlvorrichtung zur Abkühlung von wärmebehandelten Werkstücken, insbesondere Stählen, zumindest bestehend aus einem ein flüssiges Abschreck- oder Kühlmedium aufnehmendes Becken mit Boden und Wandungsteilen, einer Pumpe zur Umwälzung des flüssigen Mediums, gegebenenfalls einem Lastaufnahmemittel zur Anhebung und Absenkung des zu kühlenden Gutes, und mit Düsen im Becken an Wandungsteilen und/oder am Boden, die den von der Pumpe erzeugten Umwälzstrom gleichmäßig, gezielt gerichtet verteilen.

[0002] Im Stand der Technik sind Abschreck- oder Abkühlvorrichtungen dieser Art bekannt. Dabei wird üblicherweise das wärmebehandelte und eine sehr hohe Temperatur aufweisende Werkstück auf ein Lastaufnahmemittel abgelegt und anschließend zur Abschreckung oder Abkühlung mitsamt des Lastaufnahmemittels in das Becken soweit abgesenkt, dass das wärmebehandelte Werkstück vollständig von dem Abschreck- oder Kühlmedium bedeckt ist.

[0003] Das Kühlmedium kann dabei aus Wasser oder beispielsweise auch aus einer Emulsion bestehen. Abhängig von der Größe und dem Gewicht des wärmebehandelten Werkstückes verbleibt das Werkstück innerhalb des flüssigen Mediums, um innerhalb einer vorgewünschten Zeit seine Temperatur, herabzusenken, beispielsweise um eine gewünschte Gefügeänderung zu bewirken. Das Herablassen des wärmebehandelten Werkstückes in das Kühlmedium bewirkt häufig eine derartige Temperaturerhöhung des Mediums, so dass, um ein Übersteigen einer vorbestimmten Temperatur zu verhindern, auch außerhalb des Beckens Ausgleichs- oder Vorratsbehälter mit Kühlmedium vorgesehen sind, die mittels einer Pumpe mit dem Becken in Verbindung stehen. Die Pumpe beziehungsweise die Pumpen dienen dabei einerseits zur Umwälzung des flüssigen Mediums innerhalb des Beckens und andererseits zum Austausch des bereits erhitzten Kühlmediums gegen kälteres Kühlmedium beispielsweise aus einem Ausgleichsbehälter.

[0004] Aus der DE 26 22 551 A1 ist eine Einrichtung zum Härten von Werkstücken in einem Härtebecken bekannt. Ein Kühlmittel befindet sich in dem Becken und wird über eine Umwälzpumpe über Wärmetauscher zur Abkühlung geführt. Mehrere Düsenstöcke sind oberhalb und unterhalb des zu kühlenden Werkstückes angebracht. Sie können auch schräg zum Werkstück angestellt werden. An den Längsseiten des Beckens können Leitbleche unterhalb des Werkstückes angeordnet sein, die das Kühlmittel möglichst gleichmäßig verteilen sollen.

[0005] In der DE 20 26 586 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschrecken von Werkstücken in einem Ölbad beschrieben. Dieses Ölbad wird mit einer Pumpe umgewälzt. Ein Vorratsbehälter ist mit dem Ölbad verbunden. Mehrere Düsenkaskaden leiten das Öl aus dem Vorratsbehälter rezirkulierend in das Ölbad ein. Weitere Düsen sind auch im Bodenbereich des Beckens für das Ölbad vorgesehen.

[0006] Die EP 0049339 A1 betrifft ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art, wobei das rezirkulierende Öl aus einem druckfesten Behälter in das Bad zur Kühlung eines Werkstückes in zumindest zwei Richtungen eingedüst wird.

[0007] Mit den bekannten Vorrichtungen ist eine gleichmäßige Strömungsverteilung beispielsweise zur gleichmäßigen Abkühlung beziehungsweise Abschreckung des Werkstückes und zur Erzielung von kürzeren Abschreck- oder Abkühlzeiten nicht gewährleistet.

[0008] Ausgehend von einer Abschreck- oder Abkühlvorrichtung der eingangs beschriebenen Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einer einfachen und kostengünstigen Vorrichtung eine sehr gleichmäßige, gezielt gerichtete Strömungsverteilung des Kühlmediums innerhalb des Beckens und eine dadurch bedingte gleichmäßige Abkühlung des Werkstückes bei kürzerer Abkühl- beziehungsweise Abschreckzeiten zu erreichen.

[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass als Düsen im Becken Misch-düsen, insbesondere Venturi-Düsen vorgesehen sind und einen das umgebende Medium mitreißenden Hauptstrom erzeugen, wobei der Düsenaustritt einen Mischstrom bildet. 1/4 österreichisches Patentamt AT 508 173 B1 2011-03-15 [0010] Hierdurch ist es möglich, den das wärmebehandelte Werkstück umgebenen, und somit am schnellsten erhitzten Bereich des Kühlmediums gezielt mittels des erzeugten Umwälzstromes auszutauschen, so dass die abgegebene Wärme des Werkstückes schnellstmöglich abgeführt wird und somit das erhitzte Werkstück gleichmäßig innerhalb kurzer Zeit abgekühlt wird.

[0011] Die Anordnung von Mischdüsen, insbesondere von Venturi-Düsen erhöhen bei geringer Pumpenleistung den Pumpenstrom, so dass eine besonders effektive Umwälzung des Kühlmediums ermöglicht ist, wobei gleichzeitig durch die Verwendung von Pumpen mit einer geringeren Pumpleistung Kosten eingespart werden können. Durch die gezielt gerichtete Strömungsverteilung innerhalb des Beckens können somit die Abschreckzeiten gegenüber herkömmlichen Abschreck- oder Abkühlvorrichtungen beispielsweise um 10 bis 20% verringert werden.

[0012] Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Becken eine etwa rechteckige Form aufweist, wobei die Düsen an den gegenüberliegenden Längsseiten der Innenwandung des Beckens angeordnet sind. Diese Bauform ist für eine Vielzahl von Werkstückformen gewissermaßen universell einsetzbar.

[0013] Schließlich kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass an der ersten Längsseite des Beckens eine erste in Reihe verlaufende Mehrzahl von Düsen angeordnet ist, und an der anderen Längsseite des Beckens eine weitere Mehrzahl von Düsen angeordnet ist, wobei der von den Düsen der ersten Längsseite gebildete Düsenstrom über dem zu kühlenden Werkstück und der von den Düsen der zweiten Längsseite erzeugte Düsenstrom unter dem zu kühlenden Werkstück strömt.

[0014] Durch eine derartige Anordnung ist eine besonders homogene, gezielt gerichtete Strömungsverteilung des Pumpenstroms innerhalb des Beckens ermöglicht. Das zu kühlende Werkstück wird von oben überströmt und von unten unterströmt. Hierdurch ist eine besonders effektive Abführung der vom Werkstück abgegebenen Wärme ermöglicht, so dass die Abkühlbeziehungsweise Abschreckzeiten verkürzt sind. Des Weiteren ist auch hierdurch eine besonders gleichmäßige, gezielt gerichtete Strömungsverteilung innerhalb des Beckens gewährleistet.

[0015] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.

[0016] Es zeigt: [0017] Figur 1 eine erfindungsgemäße Abschreck- oder Abkühlvorrichtung in Frontansicht geschnitten; [0018] Figur 2 desgleichen in Draufsicht.

[0019] In den Figuren ist eine Abschreck- oder Abkühlvorrichtung zur Abkühlung von wärmebehandelten Werkstücken 1 gezeigt. Derartige Vorrichtungen dienen insbesondere zur Abschreckung oder Abkühlung von wärmebehandelten Stählen. Die Vorrichtung besteht dabei aus einem ein flüssiges Abschreck- oder Kühlmedium 2 aufnehmendes Becken 5 mit Boden 3 und Wandungsteilen 4. Die Vorrichtung besteht ferner aus einer Pumpe zur Umwälzung des flüssigen Mediums 2. Aus den Zeichnungen nicht ersichtlich kann zur Anhebung und Absenkung des zu kühlenden Werkstückes ein Lastaufnahmemittel an der Vorrichtung angeordnet sein.

[0020] Erfindungsgemäß sind im Becken 5 an Wandungsteilen 4 und/oder am Boden 3 Mittel angeordnet, die den von der Pumpe erzeugten Umwälzstrom gleichmäßig, gezielt gerichtet verteilen. Die Mittel sind durch Düsen 6 gebildet, die den Pumpenstrom erhöhen. Die Düsen 6 sind derart ausgerichtet, dass eine gleichmäßige, gezielt gerichtete Strömungsverteilung des flüssigen Abschreck- oder Kühlmediums 2 innerhalb des Beckens 5 ermöglicht ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Düsen 6 durch Venturi-Düsen gebildet. Alternativ können auch andere Mischdüsen, die den Pumpenstrom erhöhen, vorgesehen sein.

[0021] Die Verwendung derartiger Düsen erhöht zum einen den Pumpenstrom, und ermöglicht des Weiteren eine gezielt gerichtete Verteilung des Pumpenstroms auf die Bereiche des sich innerhalb des Beckens befindlichen wärmebehandelten Werkstückes 1, so dass die vom Werk- 2/4

Claims (3)

1. österreichisches Patentamt AT 508 173 B1 2011-03-15 stück 1 abgegebene Wärme gezielt gerichtet abgeführt werden kann. Auch ist durch die Erhöhung des Pumpenstroms die Verwendung von geringer dimensionierten Pumpen ermöglicht. [0022] Die Düsen 6 sind durch die Pumpe gespeist und erzeugen einen Hauptstrom. Dabei wird das den Hauptstrom umgebende Medium mitgerissen, so dass der Düsenaustritt einen Mischstrom (Pfeil 7) bildet. [0023] Im Ausführungsbeispiel weist das Becken 5 eine etwa rechteckige Form auf. Die Düsen 6 sind an dem Becken 5 an den gegenüberliegenden Längsseiten der Innenwandungen des Beckens 5 angeordnet. Dabei ist an der ersten Längsseite des Beckens 5 eine erste in Reihe verlaufende Mehrzahl von Düsen 6 angeordnet und an der anderen Längsseite des Beckens 5 eine weitere Mehrzahl von Düsen 6 angeordnet. Hierdurch strömt der von den Düsen 6 der ersten Längsseite gebildete Düsenstrom 7 über das zu kühlende Werkstück 1 und der von den Düsen 6 der zweiten Längsseite erzeugte Düsenstrom 7 unter das zu kühlende Werkstück 1. Hierdurch ist eine besonders effektive Wärmeabfuhr des den Werkstück 1 umgebenden Kühlmediums 2 ermöglicht. Mittels einer derartigen Anordnung der Düsen 6 an den gegenüberliegenden Längsseiten kann eine sehr gleichmäßige, gezielt gerichtete Strömungsverteilung innerhalb des Beckens 5 erzeugt werden, so dass die vom Werkstück 1 abgegebene Wärme schnellstmöglich abgeführt wird. Hierdurch sind die Abschreck- und Abkühlzeiten gegenüber bekannten Vorrichtungen verringert, wobei gleichzeitig durch die geringer dimensionierten Pumpen Kosten eingespart werden können. Patentansprüche 1. Abschreck- oder Abkühlvorrichtung zur Abkühlung von wärmebehandelten Werkstücken (1), insbesondere Stählen, zumindest bestehend aus einem ein flüssiges Abschreck- oder Kühlmedium (bei 2) aufnehmendes Becken (5) mit Boden (3) und Wandungsteilen (4), einer Pumpe zur Umwälzung des flüssigen Mediums (2), gegebenenfalls einem Lastaufnahmemittel zur Anhebung und Absenkung des zu kühlenden Gutes, und mit Düsen im Becken (5) an Wandungsteilen (4) und/oder am Boden, die den von der Pumpe erzeugten Umwälzstrom gleichmäßig, gezielt gerichtet verteilen, dadurch gekennzeichnet, dass als Düsen (6) im Becken (5) Mischdüsen, insbesondere Venturi-Düsen vorgesehen sind und einen das umgebende Medium (2) mitreißenden Hauptstrom erzeugen, wobei der Düsenaustritt einen Mischstrom (7) bildet.
2. 2. Abschreck- oder Abkühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Becken (5) eine etwa rechteckige Form aufweist, wobei die Düsen (6) an den gegenüberliegenden Längsseiten der Innenwandung des Beckens (5) angeordnet sind.
3. 3. Abschreck- oder Abkühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Längsseite des Beckens (5) eine erste in Reihe verlaufende Mehrzahl von Düsen (6) angeordnet ist, und an der anderen Längsseite des Beckens (5) eine weitere Mehrzahl von Düsen (6) angeordnet ist, wobei der von den Düsen (6) der ersten Längsseite gebildete Düsenstrom (7) über das zu kühlende Werkstück (1) und der von den Düsen (6) der zweiten Längsseite erzeugte Düsenstrom (7) unter das zu kühlende Werkstück (1) strömt. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 3/4