DE1245401B - Vorrichtung zum induktiven Teilhaerten von zylindrischen Werkstuecken - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

Auslegetag:

Ausgabetag:

C21d

Deutsche Kl.: 18 c-1/10

1245 401
A 51775 VI a/18 c
8. März 1966
27. Juli 1967
15. Februar 1968

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum induktiven Teilhärten von zylindrischen Werkstücken, und zwar insbesondere von Nockenwellen. Für das Wärmebehandeln derartiger Werkstücke ist es bekannt, Trägersternpaare zu verwenden, die mit Pinolen besetzt sind, zwischen denen die Werkstücke eingespannt werden, um sie so den Behandlungsstationen einschließlich der Abschreckwanne zuzuführen.

Die bekannten Vorrichtungen dieser Art haben gewisse Nachteile, die beispielsweise darin bestehen, daß die Wellen für den Antrieb und für die Steuerung unter dem Flüssigkeitsspiegel der Abschreckwanne angeordnet sind und infolgedessen Durchführungen mit Dichtungen erforderlich sind. Gewisse Schwierigkeiten ergeben sich auch dadurch, daß die Werkstücke zwischen den Pinolen gespannt werden, während sie sich bereits im Bereich der Induktoren befinden. Störungen können infolgedessen sehr leicht zu Beschädigungen des Induktors führen.

Diese und andere Nachteile sollen mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung vermieden werden, wobei elektrische Schaltverzögerungen vermieden werden sollen, indem der Trägerstern und der Transformator mit dem Induktor zu genau aufeinander abgestimmter Bewegung mechanisch gekoppelt werden soll. Es soll ferner dafür gesorgt werden, daß mit unterschiedlichen Verweilzeiten in der Abschreckflüssigkeit gearbeitet werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung, indem mit dem" Trägersternpaar eine Nutenscheibe fest verbunden wird, in deren sternförmig angeordneten Nuten eine Kurvenrolle läuft. Die Kurvenrolle wird von einem kinematischen Getriebe auf einer Koppelkurve bewegt, die zwei gerade Bahnstücke aufweist, welche einen Winkel von 90° einschließen. An der Achse der Kurvenrolle ist ein Hebel angelenkt, dessen Ende einen den Transformator mit Induktor auf- und abbewegenden Hub ausführt.

Die Trägersterne halten im Abschreckbad an zwei Stellen an. Von jeder dieser Haltestellen können die Werkstücke mit einem Gestänge in Form eines Parallelschwingers mit zwei Prismen übernommen werden. Das Gestänge führt die Werkstücke einem Hubbalkenförderer zu. Je nachdem, ob das Werkstück bereits an der ersten Haltestation von den Pinolen freigegeben wird oder erst an der zweiten, lassen sich die Abschreckzeiten praktisch verdoppeln.

Die Pinolen, die mit dem Trägerstern umlaufen, sind axial gegen Federdruck beweglich. Diese Anordnung ermöglicht es, die Werkstücke beliebig freizu-Vorrichtung zum induktiven Teilhärten von
zylindrischen Werkstücken

Patentiert für:

AEG-Elotherm G. m. b. H.,
Remscheid-Hasten, Hammesbergerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Friedhelm Reinke, Remscheid;
Hermann Kuhlbars, Remscheid-Lüttringhausen;
Edgar Stengel, Wuppertal-Hahnerberg

geben und außerdem sie einzuspannen, ehe sie in die Induktoren gelangen,

Zu dem Zweck, die Werkstücke aus der Vorrichtung her abzutransportieren und dabei, auch einer endgültigen Wärmebehandlung zuzuführen, ist ein mit Haken versehener Hubbalken vorgesehen. Dieser Hubbalken wird von zwei zueinander in ihrer Lage einstellbaren Kurbeln so angetrieben, daß die Aufnahmehaken für die Werkstücke eine Kurve etwa von der Form einer liegenden Acht durchlaufen. Einem der Prismen der feststehenden Prismenleiste des Hubbalkenförderers ist ein Induktor zugeordnet. In diesen Induktor werden die Werkstücke auf ihrem Transportweg jeweils selbsttätig eingelegt und sie werden von Pinolen erfaßt, wenn sie das betreffende Prisma erreichen. Das Werkstück kann also auch hier während des Aufheizens und Abschreckens umlaufen. Der Hubbalkenförderer, der so eingerichtet sein muß, daß er von den beiden Prismen des Parallelschwingers Werkstücke übernehmen kann, eröffnet auch die vorteilhafte Möglichkeit, durch Wahl seiner Länge die Abgabe der fertig wärmebehandelten Werkstücke so weit aus der Maschine herauszuverlegen, daß für die Unterbringung von Antriebsmotoren u. dgl. hinreichend Räum bleibt.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung vermeidet wirksam die Nachteile, die bei bekannten Vorrichhingen dieser Art zu verzeichnen sind, und führt zu einem einfachen und übersichtlichen Aufbau, der im Betrieb wenig störanfällig ist.

In der Zeichnung ist in etwas vereinfachender Form eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar ist

F i g. 1 eine Seitenansicht mit teilweise fortgelassenen Verkleidungsblechen und

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Fig. 2 eine Endansicht auf den Trägerstern unter Fortlassen der Einrichtungen für den An- und Abtransport der Werkstücke.

Das gewählte Beispiel ist gedacht für die Wärmebehandlung einer Nockenwelle für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Stocken werden alle gemeinsam erhitzt und zur Härtung der Oberfläche abgeschreckt, und eine auf der Nockenwelle sitzende Exzenterscheibe wird an einer weiteren Härtestation für sich allein erhitzt und abgeschreckt.

In einem Gestell 1 ist ein Abschreckmittelbad 2 untergebracht, und über dessen Flüssigkeitsspiegel 3 befindet sich der Trägerstern 4 für die Aufnahme der Werkstücke. Über dem Trägerstern befindet sich der in senkrechter Richtung verfahrbare Schlitten 5, der den nicht dargestellten Transformator und den Induktor 6 trägt.

Dem Trägerstern 4 werden die Werkstücke mittels einer Förderkette 7 zugeführt und diesem die Werkstücke nach der Behandlung mittels des Parallelschwingers 8 entnommen und einem Hubbalkenförderer 9 übergeben, der die Werkstücke aus der Vorrichtung herausfördert und auf diesem Wege einer Härtestation 10 zuführt. In dieser Härtestation wird gemäß vorliegendem Beispiel die Exzenterscheibe an der Oberfläche erhitzt und abgeschreckt. Von hier aus gelangen die Werkstücke über die Rutsche 11 an eine Stelle, von wo sie abtransportiert werden können.

Im einzelnen besteht die Einrichtung zum Härten der Werkstücke aus folgendem:

Es ist ein Trägersternpaar 12 vorgesehen. Dieses Trägersternpaar sitzt auf der Welle 13, auf deren Ende fliegend eine Nutenscheibe 14 fest aufgekeilt ist. Diese Nutenscheibe 14 weist, wie aus F i g. 1 erkennbar, im rechten Winkel zueinander stehende Nuten 15 und 16 auf. In diesen Nuten läuft eine Kurvenrolle 17. Diese Kurvenrolle 17 bewegt sich auf einer Koppelkurve 18, und zwar infolge ihres Antriebs durch ein Koppelkurvengetriebe, bestehend aus einer Kurbel 19, die von einem Getriebemotor 20 bewegt wird, der Koppel 21 und der Schwinge 22. Die der Rolle 17 aufgezwungene Kurvenbewegunig 18 führt dazu, daß sie, bezogen auf die gewählte Darstellung, zunächst in der rechtsseitigen Nut 16 schräg nach oben läuft, wobei die in der Spannstation 23 befindliche Aufnahme in die Aufheizstation 24 befördert wird. Wenn die Heizstation 24 erreicht wird, ist die Rolle 17 in den Kreuzungsraum 25 der Nuten 15 und 16 zurückgekehrt und kann nun bei Wiederanlaufen des Koppelgetriebes in die nächste Nut nach oben laufen. An der Achse der Rolle 17 ist ein Hebel 26 angelenkt, der am verfahrbaren Schlitten 5 angreift, um den Transformator (der nicht dargestellt ist) und den Induktor 6 anzuheben und wieder abzusenken. Die Anordnung muß so getroffen sein, daß der Induktor angehoben ist, wenn das Werkstück W von Station zu Station befördert wird.

Wenn ein Werkstück auf der Transportkette 7 in das Prisma 27 der Spannstation 23 gelangt ist, werden die zuvor auseinandergefahrenen Pinolen 28 wieder zusammengefahren, um das Werkstück festzuspannen. Die Betätigung der Pinolen erfolgt durch die pneumatischen Zylinder 29. Um das Werkstück W während des Aufheizens und Abschreckens umlaufen zu lassen, sind die Pinolen über das bei 30 angedeutete Planetengetriebe angetrieben.

Das Werkstück W gelangt, fest zwischen den Pinolen eingespannt, in die Aufheizstation 24, während der Induktor 6 mit seinem Transformator durch den Hebel 26 angehoben ist. Sobald das Werkstück in der Aufheizstation angelangt ist, senkt sich der Induktor 6 in die Aufheizstellung ab, und unter stetigem Umlauf des Werkstückes W erfolgt nun das Erhitzen auf Härtetemperatur. Wenn sie erreicht ist, wird unter Einfluß eines Relais das Koppelkurvengetriebe in Bewegung gesetzt, so daß die Rolle 17 die Nutenscheibe 14 weiterdrehen kann. Das Werkstück W gelangt in

ίο die Abschreckstation 31 und kann hier entnommen werden, wenn eine einfache Abschreckzeit erwünscht ist. Wenn dagegen eine doppelt so lange Abschreckzeit erwünscht ist, kann das Öffnen der Pinole 28 an dieser Härtestation 31 verhindert und erst dann gestattet werden, wenn das Werkstück W die zweite Abschreckstation 32 erreicht hat. Für dieses Öffnen sind ebenfalls pneumatische Zylinder vorgesehen, die nach Wunsch elektrisch steuerbar sind.

Um zu kontrollieren, daß sowohl beim Aufheizen als auch beim Abschrecken das Werkstück jeweils umläuft, ist ein Drehzahlwächter 33 vorgesehen, der über Magnete 34 an die Achsen der Pinolen angeschlossen ist, um anzuzeigen, ob der Umlauf in der gewünschten Weise erfolgt.

Wie aus der Darstellung ersichtlich, sind alle Teile, die durch die Wandlungen des Behälters hindurchgeführt sind, in welchem sich das Abschreckmittelbad 2 befindet, über dem Flüssigkeitsspiegel 3 angeordnet, so daß keine Dichtungen od. dgl. für Wellendurchführungen erforderlich sind und alle bewegten Teile sich außerhalb der Wanne befinden.

Der in senkrechter Richtung verfahrbare Schlitten 5 ist mit Rollen 35 an Stangen 36 geführt. Er ist an eine Feder 37 gewichtsentlastend senkrecht verfahrbar aufgehängt. Die Kette 38 ist über das Kettenrad 39 geführt.

Um die Werkstücke W wahlweise aus der Abschreckstation 31 und 32 zu entnehmen, ist ein Gestänge in Form eines Parallelschwingers vorgesehen.

Dieses Parallelgestänge, bestehend aus den Einzelgestängen 40, 40' und 41 ,sowie der Koppel 42, wird über dem Gelenkpunkt 43 von einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Motor angetrieben. Dieses Gestänge weist zwei Prismen 44 und 45 auf, die in einem Abstand vorgesehen sind, der dem geradlinigen Abstand der Abschreckstationen 31 und 32 entspricht. Diese Prismen bewegen sich auf den strichpunktierten Kurven 46 und 47, so daß bei der Rückbewegung von den Abschreckstationen das Werkstück W, das sich bei 31 befindet, nach 48 gelangt, während das Werkstück W, das sich bei 32 befindet, nach 49 gelangt. Ob das Gestänge von der einen oder anderen Abschreckstation 31/32 ein Werkstück entnimmt, hängt davon ab, an welcher Station die Prismen zur Freigäbe des Werkstückes auseinandergefahren worden sind.

Die Stellen 48 und 49 sind Prismen auf der feststehenden Prismenstange 50 eines Hubbalkenförderers. Dieser Hubbalkenförderer besteht aus dem Hubbalken 51, der mit Haken 52 für den Transport der Werkstücke vorgesehen ist. Der Hubbalken und damit die Haken 52 sollen eine Kurvenbewegung ausführen, die etwa einer liegenden Acht 53 gleicht. Durch wiederholtes Ablegen auf der Schiene 50 und erneutes Anheben und Weitertransportieren gelangen die Werkstücke schließlich in die Härtestation 10, wo im vorliegenden Fall die Exzenterscheiben der Nockenwellen gehärtet werden. Auch hier wird das

Werkstück W zwischen Pinolen gespannt und in axialen Umlauf versetzt.

Zur Erzeugung dieser Bewegung des Hubbalkens 51 ist ein Getriebe vorgesehen, welches über eine Kette 54 und Kettenrad 55 vom Getriebe des Getriebemotors 20 aus angetrieben wird. Das Kettenrad 55 treibt ein Zahnrad 56 an und dieses wiederum zwei Zwischenzahnräder 57, die über die Zahnräder 58 die Kurbeln 59 bewegen. Dadurch wird die Traverse 60 auf- und abwärts bewegt, während der im Zahnrad 56 vorgesehene Zapfen 61 in der Führung 62 läuft und für eine hin- und hergehende Bewegung der Traverse 60 sorgt. Die gegenseitige Einstellung der Hübe führt dann zu der erwähnten Kurve in Form einer liegenden Acht. Damit die Werkstücke W, wenn sie von den Abschreckstationen 31/32 abgeholt und der Prismenstange 50 zugeführt werden, auch einwandfrei auf dieser Prismenstange abgelegt werden können, sind die Prismen bei 48 und 49 aus der Längserstreckung der Prismenstarige 50 nach oben so herausklappbar. Sie werden um die Drehpunkte 48' bzw. 49' hochgeklappt, wenn das Werkstück auf dem Gestänge herangebracht wird, und diese Prismen fahren in ihre Aufnahmestellung zurück, wenn sich das Gestänge zurückbewegt, während die Werkstücke W sich in die Prismen einlegen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum induktiven Teilhärten von Werkstücken, insbesondere Nockenwellen, unter Verwendung eines Trägersternpaares, deren mit Pinolen besetzten Arme die Werkstücke in die Behandlungsstationen einschließlich Abschreckwanne befördern, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Trägersternpaar (12) eine Nutenscheibe (14) fest verbunden ist, in deren sternförmig angeordneten Nuten (15/16) eine Kurvenrolle (17) läuft, die von einem kinematischen Getriebe auf einer Koppelkurve mit zwei geraden, einen Winkel von 90° einschließenden Bahnstücken bewegt wird und an deren Achse ein Hebel (26) angelenkt ist, dessen Ende einen den Transformator mit Induktor (6) auf- und abbewegenden Hub ausführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägersterne (12) an zwei Stellen im Abschreckbad (2) anhalten und ein Gestänge in Form eines Parallelschwingers mit zwei Prismen (44/45) die Werkstücke W übernimmt und sie einem Hubbalkenförderer (50/51) zuführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Pinolen (28) unter Federdruck axial beweglich sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Haken (52) versehene Hubbalken (51) von zwei zueinander in ihrer Lage einstellbaren Kurbeln (59) zum Durchlaufen einer Kurve etwa in Form einer liegenden Acht (53) angetrieben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einem der Prismen der feststehenden Prismenleiste (50) des Hubbalkenförderers ein Induktor (10) zugeordnet ist, in den die Werkstücke (W) jeweils selbsttätig eingelegt und von Pinolen erfaßt werden, wenn sie in das betreffende Prisma gelangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 618/291 7.67 Q Bundesdruckerei Berlin