DE2163858A1

DE2163858A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung

Info

Publication number: DE2163858A1
Application number: DE19712163858
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Gladwyne Pa. Claesson (V.St.A.); Battini, Renato, Dipl.-Ing., Turin (Italien). P C21d 9-46
Original assignee: RIV Officine di Villar Perosa SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1970-12-29
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1972-07-13
Also published as: DE2163858C3; DE2163858B2; GB1347770A; FR2120925A5

Description

RIV-SKP Officine di Villar Perosa S.p.A., Turin (Italien)

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere von Lagerringen, wobei die Werkstücke prwärmt, dann abgeschreckt, gewaschen und getrocknet und abschließend angelassen werden. Außerdem hat die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.

Es ist bekannt, beispielsweise Wälzlagerringe so wärmezubehandeln, daß diese zunächst in einem Ofon über den Austenitpunkt erwärmt werden, anschließend in einem getrennten Ölbad abgeschreckt werden, darauf in einem Behälter mit v/armem Wasser, dem ein Reinigungsmittel zuppfügt ist, gewaschen werden, in eine Trockenvortichtung eingebracht und sch3ieülich.in einem räumlich getrennten Ofen angelesen werden.

Die zur Durchführung der soeben beschriebenen Wärmebehandlung erforderlichen bekannten Vorrichtungen sind aufgrund ihrer Länge sehr platzraubend, eine Tatsache die mit den Anforderungen an moderne Produktionsanlagen, in denen Raumprobleme in immer größerem Maße gelöst werden müssen, nicht vereinbar ist. Die platzraubende räumliche Ausdehnung der bekannten Vorrichtungen wird insbesondere durch die Öfen verursacht, die als Tunnelöfen mit großer Ausdehnung in horlzon-

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taler Richtung ausgebildet sind; das trifft jedoch auch für die Vorrichtungen zum Abschrecken zu, die im allgemeinen aus einem langen Tank bestehen, der mit Öl oder einer ähnlichen Flüssigkeit gefüllt ist. · .

Ein weiterer großer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß die Werkstücke durch mehrere, komplizierte Transporteinrichtungen aus den Öfen bzw. den Bädern herausgenommen werden müssen. Außerdem erfüllen die bekannten Vorrichtungen nicht die Forderungen einer modernen Serienproduktion, weil eine Einbeziehung in eine Fließfertigung nur unter Schwierigkeiten möglich ist. Die bekannten Vorrichtungen sind in ihrer Leistung nicht der ständig im Steigen begriffenen Leistungen spanabhebender Werkzeugmaschinen angepaßt. Um die bekannten ψ und eingangs beschriebenen Vorrichtungen zum Wärmebehandeln in eine Flio3fe;.-"tigung mit einbeziehen zu können, müßten diese mit mehreren parallelen Durchlaufen versehen sein, um die von der spanabhebenden Fertigung kommenden großen Stückzahlen bewältigen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein v^rex*fahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere von Lagerringen, zu schaffen, die den technischen Anforderungen an eine neuzeitliche Produktion gerecht werden. Vor allem soll eine Wärmebehandlung innerhalb einer Fließfertigung möglich sein, so daß die Vorrichtung zur Wärmebehandlung in Linie zwischen die vor- und nachgeschalteten Bearbeitungsstufen eingefügt werden kann. Außerdem soll eine solche Vorrichtung zur Wärmebehandlung mit den geringstmöglichen Kosten herzustellen ^ sein,damit ohne großenlnvestitionsaufwand cc viele Vorrichtungen geschaffen werden können, wie Fließstraßen vorhanden sind.

Mit dem erfindungsgemäß zu schaffenden Verfahren und der Vorrichtung soll es aber auch möglich sein, ein Endprodukt zu schaffen, dessen Werkstoff eigenschaften diejenigen mit herkömmlichen Mitteln hergestellter Produkte möglichst übertreffen. Schließlich soll die Härte der Werkstücke unter Herabsetzung der Härtedauer gesteigert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Wärmebehandlung von

dadurch
Werkstücken, insbesondere von Lagerringen, / gelost, daß die Werkstücke kontuaiierlich die Wärmezone vertikal durchlaufen, anschließend im selben Takt koniinuierlich

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horizontal durch die Abschreek-, Wasch- und Trockenzone gestoßen werden und darauf wieder vertikal kontinuierlich durch die Anlaßzone laufen.

Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Werkstücke nicht mehr satzweise wie bei bekannten Verfahren in den einzelnen Phasen behandelt werden, sondern nahezu stetig die einzelnen Behandlungsstufen durchlaufen, so daß diese durch nur wenige Transporteinrichtungen miteinander verbunden werden können. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Wärmebehandlung in den einzelnen Stationen möglich, ohne daß vor,■zwischen oder nach diesen Puffer vorgesehen werden müssen.

Weiterhin wivd die genannte Aufgabe mit einer Vorrichtung zur Durchführung ies Verfahrens s'ir Wärmebehandlung von Werkstücken, bestehend aus einem Wärmeofen, dem sich Mittel zum Abschrecken, Waschen und Trocknen anschließen, einem darauf folgenden Anlaßofen sowie Mitteln zum Transport der Werkstücke durch die Vorrichtung, dadurch gelöst, daß der Wärmeofen und der Anlaßofen aus jeweils mindestens einem in wesentlichen vertikal verlaufenden Kanal für den kontinuierlichen Durchlauf der Werkstücke bestehen, wobei Mittel vorgesehen sind, die ein Medium zum Wärmeaustausch durch die Kanäle entgegen der Durchlaufrichtung der Werkstücke drücken.

Vorteilhaft bei dieser Vorrichtung ist, daß sowohl der Wärme- als auch der Anlaßofen vertikal angeordnet ist, so daß in nicht unerheblichem Maß Platz gespart werden kann- Aufgrund des kontinuierlichen earchlaufes der Werkstücke durch die Vorrichtung sind keine die Fließfertigung hemmenden Pufferzeiten mehr notwendig, die bei eiusr satzweicen Beschickung bckarui ter Öfen erforderlich sind. Durch die Umwälzung, des Mediums zum Wärmeaustausch entgegen der Durchlaufrichtung der Werkstücke ist eine optimale Energieausnutzung sichergestellt.

Diese optimale Ausnutzung wird nach einem anderen Merkmal der Erfindung noch dadurch gesteigert, daß der Wärmeofen aus einer mit einer Einführöffnung versehenen, nach oben oder unten offenen inneren Kammer für den Durchlauf der zu erwärmenden Werkstücke und einer die innere Kammer umgebenden äußeren Kammer besteht, wobei zwischen den beiden Kammern ein Zwischenraum zum Umwälzen des Mediums zum Wärme-

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austausch vorgesehen ist, das durch geeignete Mittel, beispielsweise einen Ventilator, in den Kammern im Gegenstrom umgewälzt wird. Das Medium zum Wärmeaustausch ist vorzugsweise ein nicht oxydierendes Gas, insbesondere Stickstoff, das durch eine Leitung zunächst in die äußere Kammer und von dort in die innere Kammer des Wärmeofens gelangt.

Nach einem weiteren Merkmal ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere hin- und herbewegliche Schieber bzw. Kolben die Werkstücke kontinuierlich durch die Einführöffnung in den Wärmeofen schieben und daß ebensolche Schieber die erwärmten Werkstücke aus dem Wärmeofen herausschieben. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden dabei die Werkstücke am Boden in den Wärmefe ofen eingeschoben, darin vertikal nach obexi vorgerückt und am oberen Ende wieder herausgeschoben. Damit ist es möglich, in vorteilhafter Weise nur eine Irar/sporteinrichtung vorsehen zu müssen, die sowohl die Werkstucke in den Wärmeofen einschiebt als auch deren kontinuierliche Weiterbeförderung darin übernimmt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Vorfichtung gekennzeichnet durch eine Eingabevorrichtung, durch die die Werkstücke auf einen unter dem Boden angeordneten Tisch gelangen, einen mit der Einführöffnüng verbundenen, vertikalen Kanal, unter dessen untere öffnung die auf dem Tisch liegenden Werkstücke von dem horizontal hin- und herbeweglichen Schieber geschoben werden, und einen vertikal hin- und herbeweglichen Kolben, der die Werkstücke nach oben durch den Kanal in die Einführöffnung stößt. Dabei kann der keilförmig ausgebildete Schieber, der sowohl zum horizontalen Verschieben der Werkstücke auf dem Tisch ψ als auch z\sn Halten der in der Eingabevorrichtung befindlichen Werkstücke dient, über eine Stange mit einer unter dem K^nal horizontal verschiebbaren Stütze verbunden sein, die in der Stützphase zwischen die Schenkel des U-förmigen Kolbens greift.

Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung aus durch eine Ausstoßvorrichtung am oberen Ende des Wärmeofens, die aus wenigstens einer den Vfärmeofen horizontal durchlaufenden Führung mit je einem Schieber zum Ausstoßen der Jeweils oberen Werkstücke auf eine horizontale Gleitebene besteht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zum Abschrecken, Waschen und Trocknen

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hintereinander über der den Wärmeofen mit dem Anlaßofen verbindenden Gleitebene für die Aufnahme der Werkstücke angeordnet, und die auf der Gleitebene liegenden Werkstücke werden durch den Schieber taktweise in die Einführöffnung des Anlaßofens gedruckt. Der besondere Vorteil dieser Ausfuhrung liegt darin,

daß nur ein einziger Schieber erforderlich ist, der die Werkstücke aus dem Wärmeofen stößt, anschließend durch die Abschreck-, Wasch- und Trockenvorrichtung befördert und schließlich in den Anlaßofen einschiebt.

Nach anderen Merkmalen der Erfindung enthalten die Mittel zum Abschrecken der Werkstucke. Sprüher für eine entsprechende Flüssigkeit, die jeweils aus zwei mit Abstand koaxial ineinander angeordneten, in Richtung auf die Werkstücke offenen Büchsen bestehen, wobei in dem Ringspalt zwischen den Büchsen mit Abstand zu beiden ein Ring angeordnet ist. Falls die abzuschreckenden Werkstücke dabei ringförmig sind, entspricht dabei der Innendurchmesser der äußeren Büchse im wesentlichen dem Außendurchmesser des ringförmigen Werkstückes und der Außendurchmesser der inneren Büchse im wesentlichen dem Innendurchmesser des ringförmigen Werkstückes. Dank dieser Ausbildung des Sprühers wird die Flüssigkeit zum Abschrecken in optimaler Weise um das ringförmige Werkstück geführt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßofen aus einer mit einer Einführöffnung versehenen, nach oben oder unten offenen Kammer für den Durchlauf der zu einer oder mehreren Säulen gestapelten Werkstücke besteht, wobei die Säulen durch geeignete Mittel gegenseitig und in bezug auf die Seitenwände der Kammer auf Abstand nebeneinander angeordnet sind. Vorzugsweise werden dabei die Werkstücke von oben in die Kammer eingeführt, wobei die Säulen auf dem mit Öffnungen für den Durchtiitt des Mediums zum Wärmeaustausch versehenen Boden der Kammer ruhen. Bei einer solchen Ausführung wird dabei das Medium zum Wärmeaustausch in vorteilhafter Weise durch einen Ventilator oder dergleichen von unten durch die Öffnungen in die Kammer gedrückt-, oben abgesaugt und durch eine Leitung dem Ventilator oder dergleichen wieder zugeführt. Die Verweilzeit der Werkstücke im Anlaßofen wird dabei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch verkürzt, daß im oberen Teil der Kammer Mittel zum Aufheizen des Mediums zum Wärmeaustausch, beispielsweise elektrische Widerstände, vorgesehen sind.

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Wenn der Anlaßofen nur zu einem Teil mit Werkstücken beschickt ist, ist eine gute Ausnutzung der Wärmemenge des Mediums zum Wärmeaustausch dadurch möglich, daß unter dem mit Öffnungen versehenen Boden Mittel zum Aufteilen des Mediums vorgesehen sind.

Schließlich kann nach einem anderen Merkmal der Erfindung am unteren Teil des Anlaßofens ein Schieber zum Ausstoßen der jeweils untersten Werkstücke aus dem Anlaßofen angeordnet sein.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles einer Verrichtung zur Wärmebehandlung von Lagerringen beschrieben, die in den Zeichnungen ■ dargestellt ist. Diese zeigen in:

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Figur 1 einen Schnitt durch die gesamte Vorrichtung, zur Wärmebehandlung,

Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des oberen Teils des Wärmeofens,

Figur 3 einen Schnitt durch den Anlaßofen,

Figur h einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Figur 3,

Figur 5 einen Querschnitt gemäß der linie V-V der Figur 3*

Figur 6 eine Ansicht von unten aui* einen Sprüher zum Abschrecken,

Figur 7 einen Längsschnitt gemäß, der Linie VII-VII der Figur 6,

Figuren 8-12 anhand von Schnitten durch die Eingabevorrichtung und die Einführöffnung des Wärmeofens verschiedene Phasen des Transportes der Werkstücke in den Wärmeofen,

Figur 13 ein qualitatives Diagramm zur Veranschaullehung der Härte in Funktion von der Anlaßzeit bei verschiedenen Temperatüren.

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Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Wärmeofen 1 dient zum Härten der Werkstücke 19* die im Ausführungsbeispiel Lagerringe für Wälzlager sind. In der Kammer 2 des Wärmeofens 1 ist eine zweite Kammer 3 angeordnet, die durch Wände 4 und 5 ^v°n der äußeren Kammer 2 abgegrenzt ist. An ihrem unteren Ende weist die innere Kammer 3 eine Öffnung 6 auf. Zwischen den Wänden 4 und 5 der inneren Kammer 3 und den Außenwänden 7 und 8 der Kammer 2 befindet sich ein Zwischenraum 9· An den Außenwänden 7 und 8 sind geeignete Heizvorrichtungen lo, im gezeigten Ausführungsbeispiel elektrische Widerstände, angebracht. Im unteren Bereich sind die Wände 4 und 5 der inneren Kammer 3 mit Öffnungen 11 und 12 versehen.

Aus einem Gasbehälter 15 strömt ein nlchtoxydierendes Gas, beispielsweise Stickstoff, über ein Anschlußstück l4 durch die Leitung 13 in den Zwischenraum 9· Ein im oberen Bereich der Kammer 2 angeordneter Ventilator l6, der über eine Welle l8 von einem Elektromotor 17 angetrieben wird, drückt das im Zwischenraum 9 nach oben strömende Gas in der inneren Kammer 3 nach unten, so daß auch in der inneren Kammer 3 eine Schutzgasatmosphäre vorhanden ist.

Die zu härtenden Lagorringe 19 sind im Wärmeofen 1 übereinander gestapelt und durchlaufen diesen in Form von mehreren nebeneinander angeordneten Säulen 2o. Die zu härtenden Lagerringe 19 gelangen durch Eingabevorrichtungen 23, deren Zahl mit der Zahl der Säulen 2o übereinstimmt, auf einen unter dem Boden 21 des Wärmeofens 1 angeordneten Tisch 24, von dem aus sie nacheinander durch Kanäle in die in den Boden 21 des Wärmeofens 1 eingearbeiteten EinfUhröffnungen 22 geschoben wc'LHien. Nach dem Durchlaufen der Kammer 3 in vertikaler Richtung nach oben (Pfeil F) wird der jeweils oberste Ring 19 jeder Säule 2o, der hier die gewünschte Härtetemperatur aufweist, durch in Führungen 27 laufende Schieber 26 ausgestoßen. Die Schieber 26 drücken dabei im selben Takt, in dem die Ringe 19 von unten in den Wärmeofen 1 eingeführt werden, diese durch Kanäle 25 auf eine horizontal verlaufende Gleitebene 28. Über der Gleitebene 28, die den Wärmeofen mit dem Anlaßofen 69 verbindet, sind Mittel zum Abschrecken, Waschen und Trocknen der Lagerringe 19 angeordnet.

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Im folgenden sei zunächst näher auf die unter dem Boden 21 angebrachte Vorrichtung zum Zuführen der Werkstücke 19 in den Wärmeofen 1 eingegangen. Wie den Figuren 8 bis 12 zu entnehmen ist, ist über dem Tisch 24 eine Eingabevorrichtung 23 vorgesehen, in die die Werkstücke 19 im Anschluß an die spanaöhebende Bearbeitung eingefüllt werden. Die Eingabevorrichtung 23 besteht im wesentlichen aus mehreren nebeneinander angeordneten Zylindern, deren Zahl der Zahl der Säulen 2o (vgl. Figur 2) entspricht. Zwischen der Eingabevorrichtung 23 und dem Tisch 24 befindet sich ein Zwischenraum 29, der etwas größer als die Breite eines Lagerringes 19 bemessen ist. Ein keilförmiger Schieber 3° wird über eine Stange 31 durch einen hydraulischen Antrieb 32 taktweise in den Zwischenraum 29 hineingeschoben.

" Wie in Figur 3 zu erkennen ist, hält der Schieber 3° die in der Eingabevorrichtung 23 befindlichen Lagerringe 19. Sobald sich der Schieber 3o nach links bewegt, rutscht aus der Eingabevorrichtung 23 ein Ring 19 auf den Tisch 24 (Figur lo).

fiber eine weitere Stange 33 ist der Schieber J>o mit einer horizontal gerichteten Stütze 34 verbunden, die im selben Takt vie der Schieber 3o in den Zwischenraum 35 dringt, der sich zwischen den Kanal J>6 und den Tisch 24 befindet und ebenso groß bemessen ist wie der Zwischenraum 29· Wie bereits erwähnt, arbeitet die Stütze 34 phasengleich mit dem Schieber 3o zusammen, so daß die Stütze 34 die durch den Kanal 36 in den Wärmeofen 1 eingeschobene Säule 2o in dem Augenblick hält, wenn der Schieber 3° nach ljrks rückt (Figur lo).

Unter dem Kanal 36 weist der Tisch 24 eine Öffnung >3 auf, deren Durch-Vitsser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Lagerringe 19· Durch diese Öffnung 38 hindurch wird ein Kolben 37 im Takt in Richtung auf den Kanal 36 hin bewegt. Bei Jeder Aufwärtsbewegung des Kolbens 37 wird ein Lagerring 19 in den Kanal 36 gestoßen. Der Kolben 37 ist im Längsschnitt U-förmig gestaltet, so daß er bei seinen Aufwärtsbewegungen mit den Schenkeln 39 um die Stütze 34 herumgreifen kann. Angetrieben wird der Kolben 37 über eine Stange 4l von einer Hydraulik 4o.

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4^;w^ \

Die Arbeitsweise der soeben beschriebenen und in den Figuren 8. bis 12 dargestellten Vorrichtung ist folgende:

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Sobald sich der keilförmige Schieber 3o nach links verschiebt, fällt ein Lagerring 19 aus der Eingabevorrichtung 23 auf den Tisch 24. Während dieses Vorganges wird die Säule 2o im Kanal 36 von den Schenkeln 39 des Kolbens 37 gehalten, während die Stütze 34 zwischen die Schenkel 39 greift (Figuren 9 und lo). Im nächsten Takt zieht sieh der Kolben 37 nach unten zurück, worauf der Schieber 3o zusammen mit der Stütze 34 wieder nach rechts rückt, so daß ein weiterer Lagerring 19 unter die Öffnung des Kanals j?6 geschoben wird (Figuren 11 und 12). Wie in Figur 12 zu erkennen ist, werden durch die Verschiebebewegungen des Keilförmigen Schiebers 3° nach rechts auch die in der Eingabevorrichtung 23 befindlichen Lagerringe 19 gehalten. Im nächsten Takt drückt dann wieder der Kolben 37 einen weiteren Lagerring 19 in den Kanal 36 (Figur 9) ·

Wie bereits weiter oben erwähnt, werden die aus dem Wärmeofen 1 auf die Gleitebene 28 geschobenen Lagerringe 19 zunächst abgeschreckt. Die hierzu besti^airte und in Figur 1 andeutungsweise gezeigte Vorrichtung ist in den Figuren 6 i*nd näher dargestellt. Die Lagerringe 19 werden nacheinander unter einem Sprüher von einem Ölstrahl 42 abgeschreckt. In Figur 1 ist zu erkennen, daß das von den Lagerringen 19 abtropfende Öl in einem Behälter 44 gesammelt und von dort von einer Pumpe 45 durch Leitungen 46 und einen Ölkühler 47 wieder in den Sprüher gedrückt wird. Über dem Sprüher 43 ist eine Abzugshaube 48 angebracht, in der . die Öldämpfe gesammelt und durch den Kän&l 49 abgesaugt werden.

Der Sprüher 4^ besteht im v/esentlichen &us zwei mit Abstand koaxial ineinander angeordneten Büchsen 5° und 53* die nach unten, in Richtung auf die Lagerringe 19 offen sind. In dem Ringspalt 55 zwischen der inneren Büchse 53 wd der äußeren Büchse 5° ist mit Abstand zu beiden ein Ring 56 so angeordnet, daß der Ringspalt 55 in zwei konzentrische Ringspalte 55a und 55b aufgeteilt wird. An mehreren Stellen des Umfangs sind die beiden Büchsen 50 und 53 sowie der Ring 56 durch Schrauben 54 miteinander verbunden. Die Größen der beiden Büchsen 50 und 53 sind so gewählt, daß der Innendurchmesser der äußeren Büchse 50 im wesentlichen mit dem Außendurchmesser und der Außendurchmesser der Inneren Büchse

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im wesentlichen mit dem Innendurchmesser de3 darunter liegenden und abzuschreckenden Lagerringes 19 entspricht. Durch eine Leitung 57 wird das Öl in die Kammer 5l^! sswischen den beiden Büchsen 5o und 53 gedrückt, von wo aus es in den Ringspalt 55 gelangt. Hier wird es in zwei ringförmige, konzentrische Ölstrahlen 42a und 42b aufgeteilt, die dann den Lagerring 19 innen und außen abschrecken. Ein Röhrchen 58 verbindet die innere Büchse 5j5 mit der äußeren Büchse 50 und dient zum Abführen der sich in der Sprühzone bildenden Öldämpfe zur Abzugshaube 48 hin und zum Druckausgleich zwischen der Sprühzone und dem Außendruck.

Auf. der Gleitebene 28 werden die abgeschreckten Lagerringe 19 durch die Bewegung des Schiebers 26 unter die Vorrichtung zum Waschen geschoben. Wie in Figur 1 zu erkennen ist, besteht diese Vorrichtung aus Sprühern 60, die über ein Rohr 6l mit fließendem Wasser gespeist werden. Das über die Lagerringe 19 gesprühte Wasser läuft in einen Behälter 62 und durch einen Auslaß 63 in einen nicht weiter dargestellten Sammelbehälter.

Nach dieser Behandlung werden die Lagerringe 19 in der nächsten Station mit warmem Wasser bei einer Temperatur von etwa ?o° C gewaschen. Die hierzu tvf orderliche Vorrichtung besteht aus einem Sprüher 64, zu dem das wärme Wasser durch eine Leitung 65 gelangt. Das von den Lagerringen 19 abtropfende Waschwasser läuft in einen Sammelbehälter 66, in dem es durch eine geeignete Heizung 67 i.-ieder auf die erforderliche Temperatur erwärmt wird. Eine Kreiselpumpe 68 för- ^srt das Wasser durch die Leitung 65 wieder zu den Sprühern 64.

Bevor die Lagerringe 19 anschließend at'i" der Gleitebene 28 in den Av>laßofen 69 geschoben werden, werden sie unter Luftdüsen 70 »ni!i Druckluft getrocknete .

Ein Ausführungsbeispiel für den Anlaßofen 69 ist in der Figur 1 und insbesondere in den Figuren J5» 4 und 5 näher dargestellt. Der Anlaßofen 69 besteht aus einer nach unten offenen Kammer 74, die in Höhe der Gleitebene 28 mit einer EinfUhröffnung 72 versehen ist, durch die die Lagerringe 19 durch den Schieber 26 in die Kammer 74 geschoben werden. Die Kammer 74 wird durch Isolierende Seitenwände 73 und 75 sowie eine Decke 76 und einen Boden 77 gebildet. Wie in Figur 5 zu erkennen ist, werden die durch die aufeinander gestapelten Lagerringe 19

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gebildeten Säulen 78 im Inneren des Anlaßofens 69 durch gewellte Stützwände und 80 gegenseitig und in Bezug auf die Seitenwände 73 und 75 auf Abstand gehalten und gestützt.

Der Boden 77* der die Säulen 78 trägt, ist mit Öffnungen 88 versehen, durch die Warmluft in die Kammer Jk geblasen wird. Die Warmluft durchströmt die Kammer Ik von unten nach oben und somit entgegengesetzt zur Vorschubrichtung der Lagerringe 19, die den Anlaßofen 69 im Takt von oben nach unten durchlaufen. Die Warmluft wird durch einen Ventilator 89 umgewälzt, der diese aus dem oberen Bereich des Anlaßofens 69, in dem elektrische Widerstände 90 zum Aufheizen der* Warmluft angebracht sind, über Leitungen 91 absaugt. In dem Raum 92 unter dem mit Öffnungen 88 versehenen Boden 77 ist eine Regelklappe 93 angebracht, mit der der Warmluftstrom gegebenenfalls aufgeteilt werden kann. Die Regelklappe kann über ein an einer Welle 95 befestigtes Handrad 9^ betätigt werden.

Der jeweils untere Lagerring 19 jeder Säule 78, der an dieser Stelle die gewünschte AnlaßTemperatur erreicht hat, wird von einem Schieber 83 durch eine Öffnung 8l aus dem Anlaßofen 69 gestoßen. Zum Antrieb des Schiebers 83 dient eine mit einer Stange 84 versehene hydraulische Vorrichtung 85. Hinter der Öffnung 8l, die durch eine Klappe 82 verschließbar ist, gelangen die Lagerringe 19 auf einer Rutsche 86 in einen Sammelbehälter 87.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wärmebehandeln ist eine Anlage geschaffen worden, die nur eine geringe Grundfläche beansprucht und in der die Vorgänge aura Härten und Anlassen in vertikaler Richtung ablaufen. Die Absehreok- und Wasehbchandlunser? werden nicht mehr, wie bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen, durch Eintauchen der Werkstücke in Bäder vorgenommen, sondern durch Besprühen im kontinuierlichen Durchlauf der Stationen zwischen dem Wärmeofen und dem Anlaßofen.

Dadurch, daß die Werkstücke in mehreren, nebeneinander angeordneten Säulen derselben Behandlung unterzogen werden, ist die Möglichkeit vorhanden, die Vorrichtung in eine Fließfertigung einzubeziehen, so daß mehrere Werkstücktypen

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mit verschiedenen Dimensionen, die von vorgeschalteten Stationen der spanabhebenden Fertigung kommen, gleichzeitig der Wärmebehandlung unterzogen werden können.

Durch die Erfindung ist es außerdem möglich, die Werkstoffeigenschaften, und insbesondere die Härte der Werkstücke gegenüber konventionell wärmebehandelten zu verbessern. Das ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, daß die Werkstücke nur wenig Raum in den Öfen beanspruchen und von einem erwärmenden Medium umstrichen werden, so daß in den Kanälen der Öfen in den verschiedenen Höhen nur ein vernachlässigbar kleiner Temperaturabfall vorhanden ist. Aufgrund dieser gleichmäßigen Temperatur im ganzen Anlaßofen ist es möglieh, eine gewünschte und ganz bestimmte Härte zu verwirklichen. Bei den bisher üblichen Verfahren uni Vorrichtungen zum Härten ist immer eine große und ungeordnete Menge nebeneinander liegender Werkstücke erwärmt worden, so daß die außenliegenden Werkstücke aufgrund der Wärmeverluste eine gegenüber den innenliegenden Werkstücken unterschiedliche Härte aufgev/iesen haben.

Die größere Prär-islon, mit der man gemäß der Erfindung beim Anlassen die Temperatur für alle im Ofen vorhandenen Werkstücke gleichmäßig halten kann, erlaubtes, zum Anlassen höhere Temperaturen anzuwenden als bisher üblich. Das hat den Vorteil, daß für eine gleiche Endhärte eine geringere Anlaßdauer bei Temperatur erforderlich ist, so daß ein größerer Werkstück-Durchsatz erreicht werden kann. Es muß jedoch beachtet werden, daß eine geringe Abweichung von der erforderlichen Temperatur auch merkliche Abweichungen vom gewünschten Endhärte-Wert zur Folge haben.

An dieser Stelle sei noch kurz auf das in Figur 15 abgebildete Diagramm eingegangen, in dem auf der Ordinate die Härte und auf der Abszisse die Anlaßdauer aufgetragen sind. Die Kurven A, B, C gelten für verschiedene Anlaßternperaturen als Parameter, wobei die Anlaßtemperatur A in konventionellen Verfahren und Vorrichtungen kleiner ist als die Anlaßtemperatur C, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Anlaßofen 69 verwirklicht wird.

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Aus dem Diagramm kann abgelesen werden, daß zur Erzielung eines bestimmten Härtebereiches S bei der erfindungsgemäß erreichbaren Anlaßtemperatur C eine

wesentlich geringere Anlaßdauer R₂ erforderlich ist als bei einer in konventionellen Anlagen verwirklichten, geringeren AnIaßtemperatur A, bei der die Anlaßdauer R wesentlich größer ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere von Lagerungen, ' wobei die Werkstücke erwärmt, dann abgeschreckt, gewaschen und getrocknet und abschließend angelassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (19) kontinuierlich die Wärmezone vertikal durchlaufen, anschließend im selben Takt kontinuierlich horizontal durch die Abschreck-, Wasch- und Trockenzone gestoßen werden und darauf wieder vertikal kontinuierlich durch die AnlaSzone laufen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Wärmeofen, dem sich Mittel zum Abschrecken, Waschen und Trocknen anschließen, einem darauf folgenden Anlaßofen sowie Mitteln zum Transport der Werkstücke durch die Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeofen (l) und der Anlaßofen (69) aus jeweils mindestens einem im wesentlichen vertikal verlaufenden Kanal für den kontinuierlichen Durchlauf der Werkstücks (l?) bestehen, wobei Mittel vorgesehen sind, die ein Medium zum Wärmeaustausch durch die Kanäle entgegen der Durchlauf richtung der Werkstücke (19) drücken.

,J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeofen (l) aus einer mit einer .Einführöffnung (22) versehenen, nach oben oder unten offenen inneren Kammer (3) für den Drjrchlauf der zu erwärmenden Werkstücke (19) und einer die innere Kammer (3) umgebenden äußeren Kammer (P.) besteht^, wobei zwischen den beiden Kammern (2, 3) ein Zvei&chenraum (9) zum Vn^alzen des Mediums zum Wärmeaustausch vorgesehen ist, das durch geeignete Mittel, beispielsweise einen Ventilator (l6), in den Kammern (2, 3) im Gegenstrom umgewälzt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Medium zum .Wärmeaustausch* beispielsweise ein nicht oxydierendes Gas, insbesondere Stickstoff, durch eine Leitung (13) zunächst in die äußere Kammer (2) und von dort in die · innere Kammer (3) gelangt.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere hin- und herbewegliche Schieber (Jo) bzw. Kolben (37)die Werk-

• stücke (l9) kontinuierlich zur Einführöffnung (22) und durch diese in den Wärmeofen (l) schieben und daß ebensolche Schieber (26) die erwärmten Werkstücke (19) aus dem Wärmeofen (l) herausschieben.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (19) am Boden (21) in den Wärmeofen (l) eingeschoben werden, darin vertikal nach oben im Takt vorrücken und am oberen Ende wieder herausgeschoben werden.

7. Vorrichtiing nach einem der Ansprüche f> oder 6, gekennzeichnet durch eine Eingabevorrichtung (23)t durch die die Werkstücke (19) auf einen unter dem Boden (21) angeordneten Tisch (24) gelangen, einen mit der Einführöffnung (22) verbundenen, vertikalen Kanal (36), unter dessen untere Öffnung die auf dem Tisch· (24) liegenden Werkstücke (19) von dem horizontal hin- und herbeweglichen Schieber (3°) geschoben werden, und einen vertikal hin- und herbeweglichen Kolben (37), der die Werkstücke (19) nach oben durch den Kanal (36) in die Einführöffnung (22) stößt.

8. Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß der keilförmig ausgebildete Schieber (30), der sowohl zum horizontalen Verschieben der Werkstücke (19) auf dem Tisch (24) als auch zum Halten der in der Eingabevorrichtung (23) befindlichen Werkstücke (19) dient, über eine Stange (33) '■'■it einer unter den Kanal (36) horizontal verschiebbaren Stütze (34) verbunden ist, die in der Stützphase zwischen die Schenkel (39) ues U-förraigen Kolben (37) greift»

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine Ausstoßvorrichtung am oberen Ende des Wärmeofens (l), bestehend aus wenigstens einer den Wärmeofen (l) horizontal durchlaufenden Führung (27) mit je einem Schieber (26) zum Ausstoßen der jeweils oberen Werkstücke (19) auf eine horizontale Gleitebene (28). .

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abschrecken, Waschen und Trocknen hintereinander über der den Wärmeofen (l) mit dem Anlaßofen (69) verbindenden Gleitebene (28) für die Aufnahme der Werkstücke (19) angeordnet sind, wobei die Mittel zum Ab-

^: schrecken und Waschen Sprüher (43, βο, 64) für die entsprechenden Flüssigkeiten und die Mittel zum Trocknen Luftdüsen (7o) enthalten.

11. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprüher (4j5) zum Abschrecken aus zwei mit Abstand koaxial ineinander angeordneten, nach unten offenen Büchsen (50, 53) besteht, wobei in dem Ringspalt (55) zwischen den Büchsen (5o, 53) mit Abstand zu beiden ein Ring (56) angeordnet ist.

12. Vorrichtung zum Abschrecken ringförm.'.ger Werkstücke nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der äußeren Büchse (50) im wesentlichen dem Außendurchmesser des ringförmigen Werkstückes (19) und der Außendurchmesser der inneren Büchse (53) im wesentlichen dem Innendurchmesser des ringförmigen Werkstückes (19) entspricht-

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bLs 12, dadurch gekennzeichnet, daß der AnlaSofen (69) aus einer mit einer Einführöffnung (72) versehenen, nach oben oder unten offenen Kammer (74) für den Durchlauf der zu einer oder mehreren Säulen (78) gestapelten Werkstücke (19) besteht, wobei die Säulen (78) durch geeignete Mittel (79» 80) gegenseitig und in Bezug auf die Seitenwände (73* 75) der Kammer (74) auf Abstand nebeneinander angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (19) von oben in die Kammer (74) eingeführt werden, wobei die Säulen (78) auf dem mit Öffnungen (88) für den Durchtritt des Mediums zum Wärmeaustausch versehenen Boden (77) der Kammer (74) ruhen.

15· Vorrichtung nach Anspruch 13 oder l4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium zum Wärmeaustausch durch einen Ventilator (89) oder dergleichen von unten durch die Öffnungen (88) in die Kammer (74) gedrückt, aus dieser oben abgesaugt und durch eine Leitung (91) dem Ventilator (89) oder dergleichen wieder zugeführt wird.

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16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil der Kammer (89) Mittel zum Aufheizen des Mediums zum Wärmeaustausch, beispielsweise elektrische Widerstände (9o), vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder l6, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem mit Öffnungen (88) versehenen Boden (77) Mittel (93) zum Aufteilen des Med3-uras zum Wärmeaustausch vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17* dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Gleitebene (28) liegenden Werkstücke (l9) durch den Schieber (26) talitv.'eise in die Einführöffnung (72) des Anlaßofens (69) gedrückt werden.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Teil des Anlaßofens (69) ein Schieber (83) zum Ausstoßen der jeweils untersten Werkstücke (19) aus dem AnIaI?ofen (69) angeordnet ist.

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