Einrichtung zur partiellen Wärmebehandlung von länglich geformten Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur partiellen Wärmebehandlung von länglich geformten Werkstücken, mit einem mit Widerlagern für die Werkstücke versehenen, bewegten Transportorgan zum Hindurchbefördern der Werkstücke durch die Erwärmungszone und einem nachgiebigen Andrückorgan zum Halten der jeweils durch die Zone bewegten Werkstücke in den Widerlagern. Ein derartiges Transportorgan kann die Werkstücke beispielsweise kontinuierlich oder schrittweise durch eine etwa tunnelähnlich ausgebildete Induktionsspule hindurchbefördern.
Dabei werden die Werkstücke während des Durchgangs durch die Induktionsspule so weit erwärmt, wie die Wirkung der Induktionsspule reicht, während der Rest des Werkstückes verhältnismässig kühl bleibt, insbesondere an jenem Teil, mit dem es auf dem Transportmittel befestigt ist. Bei den üblichen Glüheinrichtungen werden als Transportmittel im allgemeinen Drehteller oder Förderketten verwendet.
Bei derartigen Einrichtungen besteht eine gewisse Schwierigkeit darin, dass von dem Magnetfeld der mit hochfrequentem Wechselstrom erregten Induktorspule eine Zugwirkung auf die Werkstücke ausgeübt wird, die insbesondere beim Glühen von aus Stahl oder Eisen gefertigten Werkstücken so stark werden kann, dass die Werkstücke eine zuverlässige Befestigung auf dem Transportmittel benötigen.
Man hat bereits versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu meistern, dass die Werkstücke auf dem Transportmittel magnetisch festgehalten wurden.
Solche magnetische Aufspanneinrichtungen sind allgemein in der Werkstattechnik seit längerer Zeit be kannt.
Ein Nachteil derartiger Aufspann-Einrichtungen für die hier in Betracht kommende Anwendung besteht aber darin, das bei aus ferromagnetischem Material bestehenden Werkstücken die diesen von der meist vorangegangenen mechanischen Bearbeitung anhaftenden feinen Späne von den Magneten angezogen werden und diese verschmutzen. Eine häufige Reinigung ist daher erforderlich. Verwendet man, wie es naheliegen würde, hierbei zum Festhalten der Werkstücke Permanentmagnete, so ist ferner nachteilig, dass diese durch die im Werkstück entwickelte Wärme geschädigt werden und verhältnismässig schnell in ihrer Anziehungskraft nachlassen. Ausserdem sind solche Aufspanneinrichtungen überhaupt nur bei ferromagnetischen Werkstücken anwendbar, nicht dagegen bei aus Messing und ähnlichen Werkstoffen gefertigten Teilen.
Diese Schwierigkeiten bezweckt die Erfindung zu beheben, und dies besteht darin, dass das geschmeidige Andrückorgan aus einem nichtmetallischen Werkstoff besteht und zum Festhalten der Werkstücke unter einer mechanischen Vorspannung steht, und für die Erwärmung der Werkstücke eine Induktionsspulenanordnung vorgesehen ist.
Zweckmässig ist das Abdrückorgan ein aus Gummi, Leder oder einem Kunststoff bestehender Riemen, der die einzelnen Werkstücke auf der dem jeweiligen Widerlager entgegengesetzten Seite zum Teil umschlingen kann. Dieser Riemen kann in sich geschlossen und derart über Leitrollen und eine unter Federdruck stehende Spannrolle geführt sein, dass er auf die an den Widerlagern anliegenden Werkstücke einen radialen, zu den Widerlagern hin gerichteten Druck ausüben kann.
Einige beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und zwar zeigt:
Fig. 1 eine Einrichtung mit einem die Werkstücke transportierenden Drehteller, im Grundriss
Fig. 2 die gleiche Einrichtung im Aufriss;
Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der Einrichtung mit feststehendem Andrück-Riemen und aus Rollen bestehenden Widerlagern;
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform mit mit eigenem Antrieb versehenem Andrück-Riemen;
Fig. 5 eine Einrichtung mit einer Förderkette als Transportmittel für die Werkstücke im Aufriss
Fig. 6 die gleiche Einrichtung im Grundriss, geschnitten, und Fig. 7 die gleiche Einrichtung im Seitenriss.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtung zur partiellen Wärmebehandlung länglicher Werkstücke dient als Transportmittel für das Hindurchfördern der Werkstücke 1 durch die Erwärmungszone ein Drehteller 2, auf dem eine an ihrem Umfang gezahnte Scheibe 3 als Widerlager für die Werkstücke befestigt ist. Der Drehteller mit der Widerlagerscheibe wird von einer senkrechten Welle 4 getragen und erhält auf nicht näher dargestellte Weise über diese Welle seinen den Transport der Werkstücke 1 bewirkenden Antrieb. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist angenommen, dass die stab- oder hülsenförmigen Werkstücke 1 an ihren oberen Enden eine Glühbehandlung erfahren sollen, die mit Hilfe der nur schematisch dargestellten Induktionsspulenanordnung 5 durchgeführt wird.
Zum Festhalten der jeweils durch die Anordnung 5 laufenden Werkstücke 1 auf dem Drehteller 2 ist ein geschmeidiger, endloser Riemen 6 aus einem nichtmetallischen Werkstoff vorgesehen, der über Leitrollen 8 geführt wird und ferner über eine auf der federnden Halterung 7 angeordnete Spannrolle 9 läuft. Die Spannrolle 9 erzeugt im Riemen 6 eine Vorspannung, die zur Folge hat, dass das an den erwähnten Werkstücken anliegende gekrümmte Riemenstück die Werkstücke fest in die Zahnungen der Widerlagerscheibe 3 presst. Dabei ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Scheibe 3 so ausgebildet, dass ihre Zähne an der auf dem Drehteller 2 aufliegenden Seite etwas hinterdreht sind. Diese Gestaltung ist besonders dann von Vorteil, wenn das Werkstück 1 nicht glatt zylindrisch geformt ist, sondern an seinem unteren Ende einen seitlich vorstehenden Rand, einen Bund oder dergleichen, besitzt.
Da der Riemen 6 auf der Spannrolle 9 und den Leitrollen 8 frei gelagert ist, sich also ohne nennenswerten Widerstand in seiner Längsrichtung verschieben kann, wird er von den Werkstücken 1 bei deren mittels des Pfeiles 10 angedeuteten Transportbewegung mitgenommen, bleibt also relativ zu den Werkstücken in Ruhe. Das Einsetzen der Werkstücke und das Abnehmen nach erfolgter Wärmebehandlung ist bei der dargestellten Einrichtung offenbar auf die denkbar einfachste Weise möglich. Es liegt auch auf der Hand, dass die Spannung des Riemens 6 ohne weiteres gross genug gewählt werden kann, um eine Reibung ausreichender Grösse zwischen Werkstück und Widerlager zu erzielen.
Die Werkstücke können demnach durch die Zugkräfte der Induktionsspule nicht von ihrem vorgeschriebenen Platz entfernt werden.
Eine ähnliche Einrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei findet jedoch ein offener Riemen 6 Anwendung, der relativ zur Grundplatte der Einrichtung feststeht. Er ist mit seinen beiden Enden an zwei Pfosten 11 und 12 befestigt, wobei eine Feder
13 die notwendige Vorspannung im Riemen erzeugt.
Die Werkstücke 1 sind in diesem Fall auf dem Drehteller 2 dadurch festgehalten, dass sie an einer entsprechenden Anzahl von drehbar gelagerten Rollen
14 anliegen, deren Drehzapfen im Drehteller 2 befestigt sind und die als Widerlager für die Werkstücke dienen.
Bewegt sich bei der Einrichtung nach Fig. 3 der Drehteller 2 in der durch den Pfeil 10 angedeuteten Richtung, so wälzen sich die jeweils durch die Induktionsspulenanordnung laufenden Werkstücke 1 auf dem ruhenden Riemen 6 ab, führen also nicht nur die kreisförmige Transportbewegung, sondern gleichzeitig eine Rotation um ihre Längsachsen aus. Damit sie zu dieser Rotation befähigt sind, werden hier als Widerlager die leicht drehbar angeordneten Rollen 14 verwendet. Eine derartige Einrichtung ist insbesondere dann geeignet, wenn die Werkstücke nicht schrittweise, sondern kontinuierlich durch die Glühzone hindurchgeführt werden sollen. Andernfalls würden die Werkstücke gerade dann keine Rotationsbewegung um ihre Längsachsen ausführen, wenn sie der Wärmebehandlung unterworfen werden.
Bei der Einrichtung nach Fig. 4 ist der endlose Riemen 6 wie im Falle der Fig. 1 auf Leitrollen 8 und einer Spannrolle 9 gelagert. Der Drehteller 2 trägt hier wie bei Fig. 3 als Widerlager dienende leicht drehbare Rollen 14, die eine Rotation der an ihnen anliegenden Werkstücke 1 um ihre Längsachsen ermöglichen. Zusätzlich ist die Leitrolle 8 mit einem Antrieb versehen, der im wesentlichen aus einem Elektromotor 15 und einem die Leitrolle 8 tragenden Getriebe 16 besteht.
Diese Einrichtung kann in der gleichen Weise verwendet werden wie die gemäss Fig. 3, sofern der Motor 15 ausgeschaltet und der Riemen 6 abgebremst ist. Die Transportbewegung des Drehtellers gemäss Pfeil 10 bewirkt eine Rotation der Werkstücke um ihre Längsachsen im Uhrzeigersinne. Soll bei kontinuierlicher Transportbewegung die Rotationsgeschwindigkeit der Werkstücke erhöht werden, so wird der Motor 15 eingeschaltet und der Riemen in dem durch den Pfeil 17 angedeuteten Sinne in Bewegung versetzt. Auf diese Weise kann also die Rotationsgeschwindigkeit der Werkstücke hier nach Belieben eingestellt werden.
Die Einrichtung nach Fig. 4 ist aber auch brauchbar, wenn die Transportbewegung gemäss Pfeil 10 schrittweise durchgeführt werden muss. Wie bereits erörtert, würde ohne Eigenbewegung des Riemens 6 eine Rotation der Werkstücke während der Wärmebehandlung nicht auftreten ; bei eingeschaltetem Mo tor 15 ist dann bei stillstehendem Drehteller während der Wärmebehandlung die Rotation durchführbar.
Hierbei ist es naturgemäss belanglos, in welcher Richtung sich der Riemen 6 bewegt.
Zum Festhalten der Werkstücke bei einer Glüheinrichtung, die mit einer Förderkette für den Transport der Werkstücke durch die Spulenanordnung ausgerüstet ist, kann die Ausführungsform nach Fig. 5 bis 7 gewählt werden. Hierbei ist angenommen, dass die Werkstücke 1 Rohrform besitzen und das die Werkstücke transportierende Förderkettentrum eine senkrechte Bahn verfolgt. Die Förderkette besteht aus einzelnen, in der Draufsicht ungefähr T-förmig gestalteten Kettengliedern 20, die durch Bolzen 21 miteinander gelenkig verbunden sind. Jeweils in der Mitte besitzt jedes Kettenglied eine Öffnung 22, durch die ein Werkstück hindurchragt, ohne die Wand der Öffnung zu berühren. Auf jedem Kettenglied sind dafür auf der breiten Seite zwei als Widerlager dienende Rollen 23 leicht drehbar befestigt, an denen ein Werkstück 1 anliegt.
Es wird auf diese Rollen mittels eines nachgiebigen Riemens 6 gepresst, der in der dargestellten Weise abwechselnd um die linke und rechte Seite der aufeinanderfolgenden Werkstücke geschlungen ist und eine mechanische Vorspannung besitzt, die durch in der Zeichnung nicht näher dargestellte Mittel hervorgerufen wird.
Bei der dargestellten Einrichtung besteht die Möglichkeit, die Werkstücke 1 an beiden Enden gleichzeitig einer Wärmebehandlung mit Hilfe von Induktionsspulen zu unterwerfen.
Diese kann so erreicht werden, dass die von den Spulen ausgeübten magnetischen Zugkräfte sich gegenseitig insofern kompensieren, als sie nur im Werkstück selbst eine Zugspannung erzeugen. Es steht aber nichts im Wege, die Werkstücke auch bei dieser Einrichtung nur an einem Ende thermisch zu behandeln, wobei die Zugkräfte durch genügend grosse Vorspannung des Riemens 6 oder andere Mittel unschädlich gemacht werden können. Die Einrichtung nach Fig. 5 bis 7 kann, ähnlich wie die vorherbe schriebenen Ausführungsbeispiele nach Bedarf so betrieben werden, dass die Werkstücke relativ zu ihren Kettengliedern in Ruhe bleiben, oder dass sie um ihre Achsen rotieren. Diese Rotationsbewegung kann auch hier die Transportbewegung der Kette allein oder diese zusammen mit einer entsprechenden Bewegung des Riemens 6 verursachen.