DD242428B1

DD242428B1 - METHOD AND DEVICE FOR HOLLOWING STEEL SHAFTS

Info

Publication number: DD242428B1
Application number: DD27980385A
Authority: DD
Inventors: Christian Herlt; Manfred Schroeder; Wolfgang Radtke
Original assignee: Ve Kom Forsttechnik Waren Stam
Priority date: 1985-08-19
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1988-06-29
Also published as: EP0213333A2; EP0213333A3; DD242428A1

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das automatisierte Härten von einzelnen Werkstücken, insbesondere Stahlblechen, die sich nicht verziehen dürfen und die eine mittlere Härte, an besonders beanspruchten Stellen aber eine hohe Härte aufweisen sollen. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung beim Härten der äußeren Bleche von dreischichtigen Führungsschienen für Motorkettensägen.The invention relates to the automated hardening of individual workpieces, in particular steel sheets, which must not warp and which should have a medium hardness, but at high stress areas a high hardness. Particularly advantageous is the application when curing the outer sheets of three-layer guide rails for motorized chainsaws.

Characteristic of the known technical solutions

Zum Stand der Technik ist nach der US-PS 4126452 bekannt, daß um dem Verziehen der Werkstücke beim Härten zu begegnen Härtepressen benutzt werden, in deren Formen die Werkstücke während der Abkühlung eingespannt verbleiben. Insbesondere bei langgestreckten Teilen und Blechen kann dies zu einer Behinderung der Schrumpfung und in der Folge zu Spannungseinschlüssen und Maßabweichungen führen. Die besonders bei dünnen, schnell abkühlenden Blechen notwendige rasche Zuleitung von Kühlflüssigkeit durch Nuten in den Preßplatten gemäß DD-WP 201154 bereitet Schwierigkeiten und eine gleichmäßige und symmetrische Abkühlung zur Minimierung der Verzugsneigung ist nicht erreichbar. Die Herstellung gehärteter Bleche mit besonders hoher Härte in den Randbereichen erfordert bisher zusätzliche Arbeitsgänge, wie örtliches Aufkohlen oder Laserhärten. Wenn nur Randbereiche des Werkstücks durch Flammen- oder Induktionshärten behandelt werden, wird auf mögliche Festigkeitssteigerungen im übrigen Werkstück zu Ungunsten der Materialökonomie bzw. der Qualität des Produktes verzichtet. Bei der Durchführung dünner Bleche mit hoher Abkühlgeschwindigkeit ist ein Verzug bisher nicht vermeidbarThe prior art is known from US-PS 4,126,452 that in order to counteract the distortion of the workpieces during curing hardening presses are used, in the molds, the workpieces remain clamped during cooling. In particular, in the case of elongate parts and metal sheets, this can lead to a hindrance of the shrinkage and, as a consequence, to tension inclusions and dimensional deviations. The rapid supply of cooling fluid through grooves in the press plates according to DD-WP 201154, which is particularly necessary for thin, rapidly cooling sheets, presents difficulties and uniform and symmetrical cooling to minimize the tendency to warp is not achievable. The production of hardened sheets with particularly high hardness in the edge areas previously required additional operations, such as local carburizing or laser hardening. If only edge regions of the workpiece are treated by flame hardening or induction hardening, possible increases in strength in the rest of the workpiece are dispensed with to the detriment of the material economy or the quality of the product. When carrying thin sheets with a high cooling rate, a delay has so far been unavoidable

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. The invention aims to remedy this situation.

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, mit dem Stahlbleche derart gehärtet werden können, daß ihr Randbereich gegenüber dem übrigen Stahlblech eine höhere Härte und eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist, im übrigen Stahlblech eine hinreichende Federwirkung erreicht wird, dabei das Stahlblech weitestgehend verzugsfrei bleibt und eine konstruktiv einfache Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlblech einem Warmbad zugeführt wird, hier mittels den Randbereich freilassender Preßplatten in der vorgesehenen Form gehalten wird und spätestens gleichzeitig mit dem Anpreßvorgang über eine Verdrängungseinrichtung dem Randbereich des Stahlbleches Abschreckmedium mit hoher Strömungsgeschwindigkeit über Durchflußöffnungen gegen die Randbereiche des Stahlbleches geführt wird und danach weiter in das umgebende Warmbad strömt.The invention, as characterized in the claims, solves the problem of finding a method by which steel sheets can be cured so that its edge region over the other steel sheet has a higher hardness and higher wear resistance, in the rest of steel sheet a sufficient spring action is achieved while the steel remains largely distortion-free and to develop a structurally simple means for performing the method. The inventive method is characterized in that the steel sheet is fed to a hot bath, is held here by means of the edge region exposed press plates in the intended form and latest at the same time with the pressing operation via a displacement device the edge region of the steel sheet quenching medium with high flow velocity through flow openings against the edge regions of the Steel sheet is passed and then further flows into the surrounding Warmbad.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem Warmbad ein auf Achsen drehbar gelagertes Preßplattenpaar eingebaut ist und mit den Preßplatten jeweils eine Verdrängungseinrichtung derart verbunden ist, daß zwischen dem äußeren Rand der Preßplatten und der Verdrängungseinrichtung ein Leitelement derart angeordnet ist, daß zum äußeren Rand der Preßplatten eine Durchflußöffnung verbleibt und das Preßplattenpaar sowie die Verdrängungseinrichtung jeweils über Hebel, Gestänge und Arbeitszylinder verschwenkbar sind.The device according to the invention is characterized in that a rotatably mounted on axles Preßplattenpaar is installed in a hot bath and with the press plates in each case a displacement device is connected such that between the outer edge of the press plates and the displacement means a guide element is arranged such that the outer edge the press plates a flow opening remains and the Preßplattenpaar and the displacement means are each pivotable via lever, linkage and cylinder.

Vorteilhafterweise ist die Verdrängungseinrichtung an der vom Stahlblech abgewandten Seite der Preßplatten angeordnet. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Preßplatten um im unteren Bereich des Warmbades liegende Achsen gegeneinander schwenkbar sind.Advantageously, the displacement device is arranged on the side facing away from the steel sheet side of the press plates. An advantageous embodiment is when the press plates about axes lying in the lower region of the hot bath are mutually pivotable.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Abschreckmediums eine wesentlich höhere Kühlwirkung und dadurch die Weiterführung des Abschreckvorganges, wodurch der Rand höhere Härtewerte aufweist, erreicht wird.The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that due to the high flow rate of the quenching medium a significantly higher cooling effect and thereby the continuation of the quenching process, whereby the edge has higher hardness values, is achieved.

Durch die Verwendung bekannter unterschiedlicher Abschreckmedien, Warmbadtemperaturen und Preßplatten mit verschiedener Wärmeleitfähigkeit lassen sich die jeweils gewünschten Abkühlverläufe einstellen.By using known different quenching media, hot bath temperatures and press plates with different thermal conductivity, the respective desired cooling progressions can be adjusted.

Ausführungsbeispielembodiment

Im folgenden wird die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention is explained in more detail in several embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1: die Härtevorrichtung im Warmbad teilweise senkrecht geschnittenFig. 1: the hardening device in hot bath partially cut vertically

Fig.2: die Preßplatten und Verdrängungseinrichtungen waagerecht geschnittenFig.2: the press plates and displacement devices cut horizontally

Fig.3: die Härtevorrichtung mit Kreiselpumpe nach einer anderen Ausführungsform und3: the curing device with centrifugal pump according to another embodiment and

Fig.4: eine Draufsicht auf die Preßplatten nach einer weiteren Ausführungsform4 shows a plan view of the press plates according to a further embodiment

Die Einrichtung zum Härten von Stahlblechen besteht, wie in Figur 1 ersichtlich, im wesentlichen aus dem Warmbad 1 mit nicht dargestellter Heizeinrichtung, enthaltend ein flüssiges Abschreckmedium 2, vorzugsweise eine Salzschmelze in die das Stahlblech 3 eingehängt und durch die Preßplatten 4 stabil gehalten wird, die um im unteren Bereich des Warmbades 1 liegende Achsen 5 schwenkbar sind.The device for hardening of steel sheets, as shown in Figure 1, consists essentially of the hot bath 1 with heater not shown, containing a liquid quenching medium 2, preferably a molten salt into which the steel sheet 3 is hung and kept stable by the press plates 4, the about lying in the lower part of the hot bath 1 axes 5 are pivotable.

Entsprechend Figur 2 sind die Verdrängungseinrichtungen 6 durch die Stege 7 fest mit den Preßplatten 4 verbunden und bestehen in der Hauptsache aus den Seitenblechen 8, den schwenkbaren Wänden 9, die in den Drehpunkten 10 gelagert sind sowie den oberen, entsprechend dem Schwenkradius gebogenen Begrenzungsblechen 11.According to Figure 2, the displacement means 6 are connected by the webs 7 fixed to the press plates 4 and consist in the main of the side plates 8, the pivotable walls 9 which are mounted in the pivot points 10 and the upper, according to the pivot radius curved boundary plates eleventh

Zwischen den Preßplatten 4 und den Seitenblechen 8 ist ein Leitelement 12 angeordnet, das mit den Seitenblechen 8 fest verbunden ist und zu den Preßplatten 4 einen Abstand von 2 bis 3mm realisiert.Between the press plates 4 and the side plates 8, a guide member 12 is arranged, which is fixedly connected to the side plates 8 and realized to the press plates 4, a distance of 2 to 3mm.

Die Bewegung der Preßplatten 4 und der schwenkbaren Wände 9 wird ermöglicht durch die Hebel 13,16 die Gestänge 14,17 und die Arbeitszylinder 15,18.The movement of the press plates 4 and the pivotable walls 9 is made possible by the levers 13, 16, the linkage 14, 17 and the working cylinders 15, 18.

Die Arbeitszylinder 15,18 sind antriebsseitig parallel geschaltet.The working cylinders 15,18 are connected in parallel on the drive side.

Zur Aufnahme eines zu härtenden Stahlbleches sind die Preßplatten 4 auseinander geschwenkt und die schwenkbaren Wände 9 in die äußere Stellung gebracht.For receiving a steel sheet to be cured, the press plates 4 are pivoted apart and the pivotable walls 9 brought into the outer position.

Bereits kurz nach dem Eintauchen eines Werkstücks werden die Preßplatten 4 herangeschwenkt und erzeugen dabei eine nach oben zunehmende Strömung, die annähernd der beim Eintauchen auf den untersten Werkstückbereich einwirkenden Strömung entspricht.Already shortly after the immersion of a workpiece, the press plates 4 are swiveled up and thereby generate an upward-increasing flow, which approximately corresponds to the flow acting on the lowest workpiece region during immersion.

Eine Zeitsteuerung gewährleistet, daß die Preßplatten 4 am Werkstück anliegen, wenn dessen Temperatur noch oberhalb 300⁰C liegt und bereits so viel mechanische Festigkeit vorliegt, daß die Schrumpfung erfolgen kann, die am meisten den Verzug bewirkenden Gefügeumwandlungen aber erst beginnen. Gleichzeitig mit dem Anliegen der Preßplatten 4 beginnt die Förderung von Abschreckmedium 2durch die Wirkung von Arbeitszylinder 18 aus den Verdrängungseinrichtungen 6zwischen den Stegen 7 und durch die verbleibende Durchflußöffnung 19 zwischen Preßplatten 4 und Leitelement 12 hindurch gegen den Rand des Stahlbleches 3 und weiter in das umgebende Warmbad 1. Dadurch wird die Abkühlung des Randes des Stahlbleches beschleunigt und es werden hier größere Härtewerte erreicht.A timing ensures that the press plates 4 rest against the workpiece when its temperature is still above 300 ⁰ C and already so much mechanical strength is present that the shrinkage can take place, but most of the distortion causing microstructural transformations but only begin. Simultaneously with the concerns of the press plates 4, the promotion of quenching medium 2 by the action of cylinder 18 from the displacement means 6 between the webs 7 and through the remaining flow opening 19 between the press plates 4 and guide element 12 passes against the edge of the steel sheet 3 and further into the surrounding warm bath 1. As a result, the cooling of the edge of the steel sheet is accelerated and larger hardness values are achieved here.

Erfindungsgemäß wird das Abschreckmedium 2 aus dem Warmbad 1 dem Rand des Stahlbleches 3 mittels einer Fördereinrichtung durch geschwindigkeitserhöhend wirkende Durchflußöffnungen 19 zugeführt. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit kann eine hohe Abschreckwirkung erzielt werden bei Erhaltung der Vorteile der Warmbadhärtung bezüglich langsamer spannungsarmer Martensitbildung.According to the invention, the quenching medium 2 is supplied from the warm bath 1 to the edge of the steel sheet 3 by means of a conveying device through flow openings 19 which increase the speed. Due to the high flow rate, a high quenching effect can be achieved while preserving the advantages of hot-bath hardening with respect to slow low-stress martensite formation.

Ein nachfolgendes Anlassen erübrigt sich.A subsequent tempering is unnecessary.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, entsprechend Figur 3, besteht auch die Möglichkeit als Verdrängungseinheit eine Tauchkreiselpumpe 21 zu benutzen, die zum Zeitpunkt des Andruckes der Preßplatten 4 zugeschaltet wird und das Abschreckmedium 2 gegen den Rand des zu härtenden Werkstückes fördert. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel handelt es sich entsprechend Figur 4 um das Blech für eine dreieckige Maurerkelle, bei der auch ein federelastisches Blech mit einem harten, verschleißfesten Rand erwünscht ist.According to a further embodiment, corresponding to Figure 3, there is also the possibility to use a submersible rotary pump 21 as a displacement unit, which is switched on at the time of pressing the press plates 4 and promotes the quenching medium 2 against the edge of the workpiece to be hardened. According to another embodiment, it is according to Figure 4 to the sheet for a triangular trowel, in which a spring-elastic sheet with a hard, wear-resistant edge is desired.

Die Zuleitung erfolgt zum Abschreckmedium 2 innerhalb des Bades in flexiblen Leitungen 22.The supply line takes place for quenching medium 2 within the bath in flexible lines 22.

Geschwindigkeitserhöhend wirkende Durchflußöffnungen 19 zugeführt. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit kann eine hohe Abschreckwirkung erzielt werden bei Erhaltung der Vorteile der Warmbadhärtung bezüglich langsamer spannungsarmer Martensitbildung. Ein nachfolgendes Anlassen erübrigt sich.Speed increasing flow openings 19 supplied. Due to the high flow rate, a high quenching effect can be achieved while preserving the advantages of hot-bath hardening with respect to slow low-stress martensite formation. A subsequent tempering is unnecessary.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, entsprechend Figur 3, besteht auch die Möglichkeit als Verdrängungseinheit eine Tauchkreiselpumpe 21 zu benutzen, die zum Zeitpunkt des Andruckes der Preßplatten 4 zugeschaltet wird und das Abschreckmedium 2 gegen den Rand des zu härtenden Werkstückes fördert. Nach einem anderen Ausführungsbeispiei handelt es sich entsprechend Figur 4 um das Blech für eine dreieckige Maurerkelle, bei der auch ein federelastisches Blech mit einem harten, verschleißfesten Rand erwünscht ist. Die Zuleitung erfolgt zum Abschreckmedium 2 innerhalb des Bades in flexiblen Leitungen 22.According to a further embodiment, corresponding to Figure 3, there is also the possibility to use a submersible rotary pump 21 as a displacement unit, which is switched on at the time of pressing the press plates 4 and promotes the quenching medium 2 against the edge of the workpiece to be hardened. According to another Ausführungsbeispiei it is according to Figure 4 to the sheet for a triangular trowel, in which a spring-elastic sheet with a hard, wear-resistant edge is desired. The supply line takes place for quenching medium 2 within the bath in flexible lines 22.

Werden größere Härteunterschiede zwischen Rand und dem übrigen Blech gewünscht, z. B. zur Herstellung von Ziehklingen, besteht die Möglichkeit, das Abschreckmedium 2 über eine Kühleinrichtung 20 zuzuführen.If greater hardness differences between the edge and the rest of the sheet desired, z. B. for the production of scrapers, it is possible to supply the quenching medium 2 via a cooling device 20.

Weiterhin können die Preßplatten 4 aus einem Werkstoff geringerer Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise einem keramischen Werkstoff, gefertigt werden, wodurch die Abschreckwirkung im durch die Preßplatten 4 abgedeckten Bereich des Stahlbleches 3 wesentlich vermindert werden kann.Furthermore, the press plates 4 can be made of a material of lower thermal conductivity, preferably a ceramic material, whereby the quenching effect in the covered by the press plates 4 region of the steel sheet 3 can be substantially reduced.

Claims

1. A method for hardening steel sheets in a hot bath using pressure plates to prevent the delay, characterized in that the steel sheet (3) is supplied to a hot bath (1), held here by means of the edge region of exposed press plates (4) in the intended form is at the same time and at the same time with the pressing operation via a displacement device (6) the edge region of the steel sheet (3) quenching medium (2) from the hot bath with high flow rate is supplied.

2. Device for carrying out the method according to item І, characterized in that in a hot bath (1) a rotatably mounted Preßplattenpaar is installed and with the press plates (4) each have a displacement means (6) is firmly connected such that between the outer edge the pressure plates (4) and the displacement device (6) a guide element (12) is arranged such that the outer edge of the press plates (4) remains a flow opening (19) and the Preßplattenpaar and the displacement means (6) respectively via levers (13; 16), linkage (14; 17) and working cylinder (15; 18) are pivotable.

3. Device according to item 2, characterized in that the displacement means (6) on the side facing away from the steel sheet (3) of the press plates (4) is arranged.

4. Device according to item 2, characterized in that the press plates (4) are in the direction of gravity lower axes (5) in the hot bath (1) against each other.