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Verfahren zum Härten von profilierten Teilen.
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zum Härten von profilierten Teilen. Die gleichmässige Härtung von Profilstücken bereitet erhebliche Schwierigkeiten, die darin zu sehen sind, dass beim Abschrecken mittels einer Kühlflüssigkeit diese nur die Oberfläche benetzt und eine Tiefenwirkung erst nach und nach gegen die von dem inneren warmen Kern noch ausstrahlende Hitze erzeugt wird. Sind nun bei einem Profilstück die Abmessungen derart, dass die Abstände der einzelnen Ober- fläehenteile von dem Schwerpunkt des Profilquerschnittes wesentlich voneinander verschieden sind, so wird es mit den bisher bekannten Härtungsverfahren nicht möglich sein, eine einigermassen gleichmässige Härtung zu erzielen.
Dies gilt sowohl, wenn nur eine sehr geringe Tiefenwirkung erreicht werden soll, also nur eine Oberflächenhärtung verlangt wird, als auch dann, wenn eine möglichst grosse Tiefe der gehärteten Schicht angestrebt wird.
Bei den bisher bekannten Verfahren wird im allgemeinen so vorgegangen, dass das zu härtende Profilstück in einem Ofen durch und durch geglüht und auf Härtetemperatur gebracht wird und dann die Oberfläche bzw. auch nur Teile der Oberfläche gleichmässig mit einem Kühlmittel bespritzt wird. Bei dieser Art des Absehreckens ergeben sich die Schwierigkeiten, die eingangs geschildert sind. Der Härtegrad an der Oberfläche ist verschieden hoch, je nach dem Abstand des betreffenden Oberflächenteiles von dem Schwerpunkt des Profilquerschnittes, da die von aussen in allen Punkten gleichmässig gekühlte Oberfläche von der inneren Wärme infolge der verschiedenen Entfernungen der einzelnen Oberflächenteile vom Schwerpunkt ungleichmässig angelassen wird.
Auch das anschliessende Anlassen des gehärteten Stückes, etwa indem man es zur Gänze in einem Ofen wiederum erwärmt, kann die Ungleichmässigkeit der Härte nicht in dem gewünschten Masse beseitigen, wenn auch ein gewisser geringer Ausgleich der Härteunterschiede eintritt. Auch ein anderes bekanntes Verfahren, bei dem ebenfalls nach der Härtung ein Anlassvorgang eingeschaltet ist, kann nicht befriedigen. Das Anlassen bei diesem bekannten Verfahren wird dadurch erreicht, dass man das Abschrecken nicht so lange fortsetzt, bis das zu härtende Stück durch und durch abgekühlt ist, man bricht vielmehr den Abschreckvorgang ab, um den inneren Kern des Querschnittes noch auf verhältnismässig hoher Temperatur zu belassen.
Die Anlasswirkung erfolgt dann durch die von dem noch heissen inneren Kern ausgestrahlte Wärme, die die scharfabgekühlten Randteile des Profils langsam wieder auf die gewünschte Anlasstemperatur erwärmt. Auch hiebei spielt selbstverständlich für die Stärke des Anlassens die Entfernung der anzulassenden Oberflächenteile von dem inneren noch wannen Kern eine erhebliche Rolle.
Gemäss der Erfindung wird nun eine für praktische Verhältnisse ausreichende Gleichmässigkeit der Oberflächenhärte selbst bei schwierigen Profilformen erreicht, wenn man anschliessend an das in bekannter Weise erfolgende Erhitzen des gesamten zu härtenden Teiles und anschliessend an das gleichmässige Abschrecken, das Anlassen des zu härtenden Teiles des Profils in der Weise vornimmt, dass die Stärke der äusseren Anlasswirkung ausgehend von den Teilen der Oberfläche des zu härtenden Profils, die dem Schwerpunkt des Profilquerschnittes am nächsten liegen, gleichmässig oder stufenweise nach den Teilen hin zunimmt, die vom Schwerpunkt weiter entfernt sind.
Das Verfahren gemäss der Erfindung eignet sich insbesondere zur Härtung der Laufflächen und des Spurkranzes von Eisenbahnrädern, von Kranbahnrädern od. dgl.. also von Teilen, die Drehkörper darstellen.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung geeignete Vorrichtung ist in den
Fig. 1 und 2 dargestellt. Fig. 1 zeigt die Ringbrausen in Arbeitsstellung, Fig. 2 zeigt die Ringbrenner in Arbeitsstellung.
In den Figuren ist als Beispiel die Ausbildung der Vorrichtung für die Härtung eines Vollrades gewählt, dessen Laufflächen und Spurkranz gehärtet werden sollen. Bevor das Rad a in die Vorrichtung auf den Drehtisch b aufgelegt wird, ist es in einem Ofen durch und durch geglüht worden. Das Abschrecken erfolgt in der Vorrichtung durch die Ringbrausen d, durch welche das Kühlmittel gleichmässig auf die zu härtenden Teile-Radlauffläche und Spurkranz-aufgespritzt wird. Während des Härtevorganges wird der Drehtisch b über den Antrieb c in Drehung versetzt. Um ein Bespülen der niht zu härtenden Teile zu verhindern, ist ein Schutzring e auf das Rad a aufgesetzt. Auf der Unterseite wird die Kühlflüssigkeit von den zu härtenden Teilen durch den Bordring des Drehtisches ferngehalten.
Nachdem mittels der Ringbrausen das Abschrecken erfolgt ist, werden die Ringbrenner 1 in Stellung gebracht, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Bei der gezeigten Härtung eines Rades muss die grösste Anlasswirkung in der Nähe des Spurkranzes erreicht werden. Von den drei Ringbrennern liegen die zwei Ringbrenner 11 und 12 so nahe beieinander und richten ihre Flammen direkt auf den Spurkranz und die dem Spurkranz zunächst gelegenen Teile der Radlaufflächen. Der dritte Ringbrenner j ist in enem etwas grösseren Abstande von 11 und 12 angeordnet.
Es wird durch diese Anordnung dem Spurkanz eine grössere Wärmemenge von aussen zugeführt als dem übrigen Teil der Radlauffläche, wodurchdas Weniger an Wärme, das dem Spurkranz infolge seiner grösseren Entfernung vom Schwerpunkt des Profils von der inneren Wärme aus zuströmt, ausgeglichen wird.
An Stelle von Ringbrennern können auch elektrische Heizelemente angeordnet werden, selbst verständlich immer unter dem gesichtspunkte, dass an den Stellen, die weiter vom Schwerpunkt ent fernt sind, also beispielsweise im Bereich des Spurkranzes, eine grössere Anlasswirkung erreicht wird
Man kann die grössere Anlasswirkung anstatt durch eine Häufung von Brennern auch dadurch erreichen, dass man die Brenner selbst entsprechend einreguliert ; das gleiche gilt natürlich auch für das Anlassen mittels elektrischer Heizkörper, das insofern noch einen besonderen Vorteil bietet, als die Einregulierung elektrischer Heizkörper genauer vorgenommen werden kann als die Einregulierung der Erwärmung bei der Verwendung von Gasbrennern.
Für die Härtung eines Vollrades sind drei Brenner vorgesehen. Bei der Härtung von anderen Profilen wird sich selbstverständlich auch eine andere Zahl und gegenseitige Anordnung der Ringbrenner ergeben. So werden beispielsweise bei einem Kranbahnrad, welches zwei Spurkränze aufweist, an den beiden äusseren Kanten des Rades, an denen sich die Spurkränze befinden, je zwei Brenner anzuordnen sein, während der mittlere Teil des Rades, die Lauffläche, nur von einem Brenner bestrichen wird.
Es können auch Mittel vorgesehen sein, durch welche der gegenseitige Abstand der einzelnen Richtbrenner einstellbar ist.
Eine Vereinfachung der Vorrichtung bzw. ihrer Bedienung wird dadurch erreicht, dass die Ringbrenner und die Brausen in einem gemeinsamen Gestell zusammengefasst sind, welches gehoben und gesenkt werden kann, so dass es mit einem einzigen Bedienungsvorgang möglich ist, die Brusen d aus der Arbeitsstellung, wie in Fig. 1 gezeigt, abzusenken, wobei gleichzeitig die Ringbrenner, wie in Fig. 2 gezeigt, in Arbeitsstellung kommen.