DE1020661B

DE1020661B - Machine for hardening the peripheral surfaces of round bodies of all kinds

Info

Publication number: DE1020661B
Application number: DE1952P0008526
Authority: DE
Inventors: Guenter Hellhammer
Original assignee: Firma Paul Ferd Peddinghaus
Current assignee: Firma Paul Ferd Peddinghaus
Priority date: 1952-10-15
Filing date: 1952-10-15
Publication date: 1957-12-12

Description

Maschine zum Härten der Umfangsflächen von Rundkörpern aller Art Maschinen zum Härten der Umfangsflächen von Rundkörpern, wie Radkörpern, Kurvenscheiben, arbeiten meistens mit so-genannter Vorschubhärtung, und zwar wird der Rundkörper langsam gedreht und an seinem Umfang kontinuierlich durch einen Härtebrenner auf die erforderliche Temperatur gebracht und durch eine hinter dem Härtebrenner angeordnete Brause od. dgl. abgeschreckt. Die Vors.chubgeschwindigkeit einer solchen Maschine kann bekanntlich bei Verwendung eines Vorwärmbrenners vor dem Härtebrenner erhöht werden. Ein solcher Vorwärmbrenner erhöht bei gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit die Einhärtetiefe.Machine for hardening the circumferential surfaces of round bodies of all types of machines for hardening the circumferential surfaces of round bodies, such as wheel bodies, cams, work mostly with so-called feed hardening, namely the round body is slow rotated and continuously on its circumference by a hardening torch to the required Brought temperature and od by a shower arranged behind the hardening burner. like deterred. As is well known, the advance speed of such a machine can when using a preheating burner before the hardening burner. Such a The preheating burner increases the hardening depth while maintaining the same feed speed.

Bei solchen mit einem Vorwärmbrenner ausgerüsteten Härtemaschinen muß bei Beginn des Härtevorganges zunächst der Vorwärmbrenner eingeschaltet werden. Erst wenn die erste von dem Vorwärmbrenner erhitzte Stelle des Umfanges in den Bereich des Härtebrenners gelangt, wird dieser Brenner gleichfalls eingeschaltet. Am Ende des Härtevorganges muß, wenn die Stelle des Umfanges, die zuerst gehärtet worden ist, bei der Drehung des Radkörpers in den Bereich des Vorwärmbrenners gelangt, der Vorwärmbrenner wieder ausgeschaltet werden. Ferner muß, wenn diese Stelle den Härtebrenner erreicht, auch dieser Brenner abgeschaltet werden. Der Rundkörper muß aber noch weiter gedreht werden, bis sich die unmittelbar vor dem Abschalten des Härtebrenners von diesem noch auf die erforderliche Temperatur gebrachte Stelle des Umfanges unter der Brause befindet. Das rechtzeitige Ein- und Ausschalten der Brenner erfordert große Aufmerksamkeit des Bedienenden, da bei nicht rechtzeitigem Ein- und Anschalten Fehlhärtungen entstehen.With such hardening machines equipped with a preheating burner the preheating burner must first be switched on at the beginning of the hardening process. Only when the first point of the circumference heated by the preheating burner enters the area of the hardening burner arrives, this burner is also switched on. At the end of the hardening process must be carried out if the point of the circumference that has been hardened first has reached the area of the preheating burner when the wheel body rotates, the preheating burner can be switched off again. Furthermore, if this body has the Hardening burner is reached, this burner must also be switched off. The round body must but can be turned further until the immediately before switching off the Hardening burner by this still brought to the required temperature of the circumference is located under the shower head. The timely switching on and off of the The burner requires great attention from the operator, since it is not done on time Switching on and off incorrect hardening occurs.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Bedienungspersonal zu entlasten und durch selbsttätige Steuerung der Ein- und Ausschaltung der Brenner Fehlhärtungen auszuschließen. Bei einer gesteuerten Härtemaschine zum Härten der Umfangsflächen von Rundkörpern aller Art, bei der kontinuierlich der gesamte Umfang des sich drehenden Werkstückes in einem Arbeitsgang durch in Umfangsrichtung mit Abstand hintereinander angeordnete Vorwärm- und Härtebrenner vorgewärmt und auf Härtetemperatur erhitzt sowie sodann durch eine hinter dem Härtebrenner vorgesehene Brause od, dgl. abgeschreckt wird, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gellst, daß eine das Werkstück tragende Hauptwelle und eine Steuerwelle vorgesehen sind, wobei letztere mit eincr 1Tockenscheibe zum Ein- und Ausschalten des Vorwärmbrenners V, einer Nockenscheibe zum Ein- und Ausschalten des Härtebrenners H sowie einer Nockenscheibe zum Stillsetzen des Antriebes der Hauptwelle ausgerüstet ist und wobei die Steuerwelle von der Hauptwelle mit einem derartigen Übersetzungsverhältnis angetrieben ist, daß die Steuerwelle den von Hand eingeschalteten Antrieb stillsetzt, nachdem sich die Umfangsstelle des Werkstückes bei V (Vorwärmbrenner) um den Winkelabstand a über den Härtebrenner H bis zur Brause B und darüber hinaus um eine volle Umdrehung gedreht hat.The object of the invention is to relieve the operating personnel and through automatic control of the switching on and off of the burner faulty hardening to exclude. In the case of a controlled hardening machine for hardening the peripheral surfaces of round bodies of all kinds, in which continuously the entire circumference of the rotating Workpiece in one operation through in the circumferential direction at a distance one behind the other arranged preheating and hardening torches preheated and heated to hardening temperature and then quenched by a shower or the like provided behind the hardening burner is, this object is gellst according to the invention in that one the workpiece supporting main shaft and a control shaft are provided, the latter with eincr 1 cam disc for switching the preheating burner V, a cam disc, on and off to switch the hardening burner H on and off as well as a cam disk to stop it of the drive of the main shaft and the control shaft from the main shaft is driven with such a gear ratio that the control shaft the manually switched on drive stops after the circumferential point of the workpiece at V (preheating burner) by the angular distance a above the hardening burner H has turned one full turn to shower B and beyond.

Nockenscheibensteuerungen sind zwar im Drehautomatenbau allgemein bekannt. Sie können jedoch mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerung von Härtemaschinen der erwähnten Art nicht verglichen werden, weil es sich im Drehautomatenha,u jeweils darum handelt, von einem als Stange zugeführter. Rohling mittels durch Kurven- oder Nockenscheiben gesteuerter Werkzeuge Formkörper herzustellen, diese schließlich abzustechen und die Stange entsprechend weit vorzuschieben, um sodann ein neues Werkstück herzustellen. Ein Drehautomat wird also zu Beginn eingeschaltet und erst nach Herstellung einer Vielzahl von Werkstücken, beispielsweise beim Zuführen eines neuen Rohlings, stillgesetzt. Dabei sind die für die Steuerung der einzelnen Werkzeuge vorgesehenen Nockenscheiben über Übersetzungen derart angetrieben, daß sie bei einer Vielzahl von Werkstückumdrehungen eine einzige Umdrehung ausführen. Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um eine gesteuerte Maschine zum Härten der Umfangs flächen von Rundkörpern, bei der jedes Werkstück einzeln aufgespannt und nach Einschalten des Antriebes der Maschine im wesentlichen nur eine Umdrehung ausführt, während der das Härten der Um fangsfläche durchgeführt wird. Auch #%vird bei der vorliegenden Härtemaschine der Antrieb der :4Laschin @2 durch eine Nockenscheibe gesteuert und die Maschine jeweils nach Zurücklegung des eine Umdrehung nur wenig überschreitenden Weges beim Härten eines Werkstückes jeweils selbsttätig wieder stillgesetzt.Cam disc controls are general in automatic lathe construction known. However, you can use the control of hardening machines designed according to the invention of the type mentioned cannot be compared because it is in the automatic lathe ha, u each is about it, supplied by one as a rod. Blank by means of curves or Cam disks of controlled tools to produce moldings, these finally cut off and push the rod forward accordingly, in order to then create a new one Manufacture workpiece. An automatic lathe is therefore switched on at the beginning and only after producing a large number of workpieces, for example when feeding a new blank, shut down. There are those for the control of the individual tools provided cam disks are driven by translations such that they are at a Perform multiple revolutions of the workpiece in a single turn. In contrast the invention is a controlled machine for hardening the circumference surfaces of round bodies in which each workpiece is individually clamped and after switching on of the drive of the machine essentially only performs one revolution while the hardening of the circumferential surface is carried out. #% Is also used with the present one Hardening machine the drive of: 4Laschin @ 2 by a cam disc controlled and the machine only a little after covering one revolution exceeding path when hardening a workpiece automatically again shut down.

Die zwangläufige Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit der Nockenscheibenwelle kann beim Gegenstand der Erfindung in einfacher Weise durch Kupplung dieser Welle mit der das Werkstück tragenden Hauptwelle durch ein Getriebe erreicht werden. Um hierbei zu vermeiden, daß im Anschluß an einen Härtevorgang vor Beginn eines neuen Härtevorgange# die die Nockenscheiben tragende Welle wieder in ihre Anfangsstellung gebracht werden muß, steht zweckmäßig die Nockenscheibenwelle mit der das Werkstück tragenden Hauptwelle über ein Getriebe solcher Übersetzung in Verbindung, daß sie bei einem vollen Arbeitsgang der Maschine jeweils genau eine Umdrehung macht. Auch kann das Übersetzungsverhältni, so gewählt werden, daß die Nockenscheibenwelle nu; eine halbe, eine drittel od. dgl. Umdrehung ausgeführt hat, wenn sich eine Umfangsstelle des Werkstückes um den Winkelabstand a der Brause B von dein Voiwärmbrenner h über eine volle Umdrehung hinab gedreht hat; jedoch ergibt sich hierdurch eine größere Bauweise der Vorrichtung, sofern die gleiche Schaltgenauigkeit erreicht werden soll, als sie bei einer vollen Umdrehung erreicht wird. Für die Steuerung der Brenner und des Antriebes werden zweckmäßig von den Nockenscheiben betätigte elektrische Kontakte benutzt, durch die magnetisch gesteuerte Ventile für die Brenner sowie ein Schütz für den Antrieb der Maschine geschaltet werden.The inevitable dependence of the rotational speed of the cam disk shaft can in the subject matter of the invention in a simple manner by coupling this shaft can be reached with the main shaft carrying the workpiece through a gear. Around in this case to avoid that following a hardening process before the start of a new one Hardening processes # return the shaft carrying the cam disks to its initial position must be brought, the camshaft with which the workpiece is expediently bearing main shaft connected via a transmission such a translation that they makes exactly one revolution in each case during a full working cycle of the machine. Even the transmission ratio can be selected so that the cam disk shaft nu; a half, a third or the like. Has carried out a revolution when there is a circumferential point of the workpiece by the angular distance a of the shower B from your Voiwärmbrenner h over turned down one full turn; however, this results in a larger one Design of the device, provided that the same switching accuracy is to be achieved, than it is reached with a full revolution. For controlling the burners and the drive are expediently operated by the cam disks electrical Contacts are used by the magnetically controlled valves for the burners as well a contactor can be switched to drive the machine.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung. in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist. näher erläutert.The invention is based on the drawing. in the one embodiment is shown schematically. explained in more detail.

In des Zeichnung ist das an seinem Umfang zu härtende Werkstück, z. B. ein Radkörper, mit 1 bezeichnet. Das Werkstück 1 ist auf einer Welle 2 angeordnet, die über Zahnräder 3, 4 mit einer zweiten Welle 5 in Triebverbindung steht. Die Welle 2 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb im Uhrzeigersinn gedreht. so daß sich die mit ihr über die Zahnräder 3, 4 gekuppelte Welle 5 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht.In the drawing, the workpiece to be hardened on its periphery, for. B. a wheel body, denoted by 1. The workpiece 1 is arranged on a shaft 2, which is in drive connection with a second shaft 5 via gears 3, 4. the Shaft 2 is rotated clockwise by a drive, not shown. so that the shaft 5 coupled to it via the gears 3, 4 is counterclockwise turns.

Am Umfang des Werkstückes 1 sind in der Härtemaschine ein Vorwärmbrenner l', ein Härtebrenner H und eine Abschreckbrause B angeordnet. Der Vorwärmbrenner L' und die Brause B sind um einen Winkel a versetzt; der Härtebrenner befindet sich in geringem Abstand von der Brause B.A preheating burner is located in the hardening machine on the circumference of the workpiece 1 l ', a hardening burner H and a quenching shower B are arranged. The preheating burner L 'and the shower B are offset by an angle a; the hardening burner is located at a short distance from the shower B.

Auf der Welle 5 sind drei Nockenscheiben 6 bis 8 angeordnet, die dazu dienen, über Tastrollen 9 bis 11 nicht dargestellte elektrische Kontakte zu betätigen, durch die die Brenner L' und H und der Antrieb dei Maschine ein- und ausgeschaltet werden. Die Ralle 9 dient bei dem Ausführungsbeispiel dazu, den Vorwärmbrenner L' zu steuern, die Rolle 10 zur Steuerung des Härtebrenners H und die Rolle 11 zum Ein-und Ausschalten des Antriebes. Während die Nockenscheibe 8 an ihrem Umfang nur eine Kerbe aufweist. in die die Rolle 11 einfallen kann, haben die Nockens.cheiben 6 und 7 an ihrem Umfang Vertiefungen größerer Länge, die die Rollen 9 und 10 für einen Drehweg der Welle 5 bzw. der Kurvenscheiben 6 und 7 entsprechend dem Winkel ß in ihre Ausschaltstellungen fallen lassen. In dem Schema sind die Nockenscheiben 6 bis 8 in solchen Stellungen auf der Welle 5 befestigt, daß die Rollen 9 bis 11 unter Winkeln von etwa 120° gegeneinander versetzt angeordnet werden müssen. In dieser Stellung sind die Rollen in der Abbildung auch dargestellt. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 3, 4 ist so gewählt, daß eine volle Umdrehung der Welle 5 einer Drehung der Welle 2 entspricht, die 3600 -F-a ist. Der Winkel (3, der die Länge der Vertiefungen der N ockenscheiben 6 und 7 bestimmt, ist so groß, daß er dem Winkel a unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder 3, 4 entspricht.On the shaft 5 three cam disks 6 to 8 are arranged, which serve to actuate electrical contacts (not shown) via feeler rollers 9 to 11 , by means of which the torches L 'and H and the drive of the machine are switched on and off. In the exemplary embodiment, the rail 9 serves to control the preheating burner L ', the roller 10 to control the hardening burner H and the roller 11 to switch the drive on and off. While the cam disk 8 has only one notch on its circumference. in which the roller 11 can fall, the Nockens.cheiben 6 and 7 have recesses of greater length on their circumference, which the rollers 9 and 10 fall for a rotational path of the shaft 5 or the cam 6 and 7 corresponding to the angle β in their disengaged positions permit. In the diagram, the cam disks 6 to 8 are attached to the shaft 5 in such positions that the rollers 9 to 11 must be offset from one another at angles of about 120 °. In this position, the roles are also shown in the figure. The transmission ratio of the gears 3, 4 is chosen so that one full revolution of the shaft 5 corresponds to one revolution of the shaft 2, which is 3600 -Fa. The angle (3, which determines the length of the indentations of the cam disks 6 and 7, is so large that it corresponds to the angle α, taking into account the transmission ratio of the gears 3, 4.

Die Wirkungsweise der Maschine nach der Erfindung ist folgende: Nach dem Aufbringen eines zu härtenden Werkstückes 1 auf die Welle 2 wird der Antrieb der Maschine durch einen nicht dargestellten Druckknopfschalter od. d-' 1. eingeschaltet. Dieser Schalter muß so lange gedrückt werden, bis sich die Welle 2 und damit auch die Welle 5 so weit gedreht hat, daß die Rolle 11 aus der Kerbe der Nockenscheibe 8 herausgedrückt und so der den Druckknopfschalter überbrückend, von der Rolle gesteuerte Schalter geschlossen worden ist. Zugleich mit dem Schließen des von der Rolle 11 gesteuerten Schalters wird auch der durch die Nockenscheibe 6 mittels der Rolle 9 gesteuerte Schalter geschlossen und so der Vorwärmbrenner eingeschaltet. Während sich das Werkstück 1 dreht, wird also sein Umfang durch den Vorwärmbrenner I' erhitzt. Die von dem Vorwärmbrenner I- zuerst erhitzte Stelle gelangt nach Zurücklegung des Drehweges a schließlich nach Passieren des Härtebrenners H zur Brause B. In diesem Zeitpunkt hat die Nockenscheibe 7 den Drehweg l; zurückgelegt, so claß durch sie die Rolle 10 zurückgedrückt und durch Schließen des entsprechenden Schalters der Härtebrenner H eingeschaltet wird. Gleichzeitig mit dem Brenner H wird auch die Brause B eingeschaltet, sofern die Brause nicht ständig in Betrieb gehalten wird. Die erste vorgewärmte Stelle wird durch den Brenner H auf Härtetemperatur gebracht und unmittelbar anschließend durch die Brause B abgeschreckt.The mode of operation of the machine according to the invention is as follows: After a workpiece 1 to be hardened has been placed on the shaft 2, the drive of the machine is switched on by a push-button switch (not shown) or d- ' 1 . This switch must be pressed until the shaft 2 and thus also the shaft 5 has rotated so far that the roller 11 is pushed out of the notch of the cam disk 8 and so the switch bridging the push-button switch, controlled by the roller, has been closed . Simultaneously with the closing of the switch controlled by the roller 11, the switch controlled by the cam disk 6 by means of the roller 9 is also closed and the preheating burner is thus switched on. While the workpiece 1 rotates, its circumference is heated by the preheating burner I '. The first heated by the preheat I site reaches after covering the rotary path a finally after passing through the burner hardness H of the shower head B. At this time, the cam 7 has the rotational path l; covered, so the roller 10 is pushed back by them and the hardening burner H is switched on by closing the corresponding switch. At the same time as the burner H, the shower B is also switched on, provided the shower is not kept in operation all the time. The first preheated area is brought to the hardening temperature by the burner H and then quenched by the shower B immediately.

Bei der weiteren Drehung des Werkstückes 1 wird sein Umfang fortschreitend von dem Brenner L' vorgewärmt, durch den Brenner H auf Härtetemperatur gebracht und von der Brause B abgeschreckt. Dabei gelangt schließlich der zuerst gehärtete Teil des Umfanges in den Bereich des Vorwärmbrenners h. In diesem Zeitpunkt hat sich die Nockenscheibe 6 so weit gedreht, daß ihre Vertiefung in den Bereich der Rolle 9 gelangt und diese in ihre Ausschaltstellung abfallen läßt. Der Brenner h wird hierdurch abgeschaltet und so eine nochmalige Erwärmung der bereits gehärteten Umfangsstelle vermieden. Gegen Ende des Härtevorganges gelangt die zuerst gehärtete Stelle schließlich in den Bereich des Brenners H. Die Nockenscheibe 7 ist so bemessen, daß in diesem Zeitpunkt die Rolle 10 in ihre Vertiefung einfällt und so den Brenner H abschaltet. Die Rolle 11 befindet sich in diesem 7eitpunkt noch auf dem Rücken der NockenscheibeB. Erst wenn sich das Werkstück 1 mit seinem Umfang noch um den Abstand des Brenners H von der Brause B weiterbewegt hat, gelangt die kerhenartige Vertiefung der Nockenscheibe 8 unter die Rolle 11, so daß diese in ihre Ausschaltstellung gelangt und den Antrieb der Maschine stillsetzt.As the workpiece 1 continues to rotate, its circumference increases preheated by the burner L ', brought to hardening temperature by the burner H and deterred by shower B. In the end, the first hardened one arrives Part of the circumference in the area of the preheating burner h. At this point has the cam 6 rotated so far that its recess in the area of Role 9 arrives and lets it fall into its off position. The burner h is thereby switched off and so a renewed heating of the already hardened Circumferential point avoided. Towards the end of the hardening process, the first hardened one arrives Finally, place in the area of the burner H. The cam disk 7 is dimensioned so that that at this point in time the roller 10 falls into its recess and so does the burner H turns off. At this point in time, the roller 11 is still on its back the cam disk B. Only when the workpiece 1 is still around the circumference Distance of the burner H from the shower B has moved further, the kerhen-like arrives Deepening of the cam 8 under the roller 11 so that it is in its switched-off position arrives and stops the drive of the machine.

Nunmehr wird das an seinem Umfang fertiggehärtete Werkstück 1 abgenommen und ein andere, zu härtendes Werkstück auf die Welle 2 aufgebracht, worauf dessen Umfang in gleicher Weise. wie beschrieben, gehärtet wird.The workpiece 1, which has been fully hardened on its periphery, is now removed and another workpiece to be hardened is applied to the shaft 2, whereupon its Scope in the same way. is cured as described.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Controlled hardening machine for hardening the circumferential surfaces of round bodies of all kinds, in which the entire circumference of the rotating workpiece is continuously preheated in one operation by preheating and hardening torches arranged one behind the other in the circumferential direction and heated to hardening temperature and then by one behind the The shower or the like provided for the hardening burner is quenched, characterized by firstly a main shaft (2) carrying the workpiece (1) and secondly a control shaft (5) with a) a cam disk (6) for switching the preheating burner (V) on and off , b) a cam disk (7) for switching the hardening burner (H) on and off, c) a cam disk (8) for stopping the drive of the main shaft (2) of the hardening machine, the control shaft (5) from the main shaft (2) is driven with such a transmission ratio that the shaft (5) stops the manually switched drive after the peripheral point of the who kstückes (1) at (h) by the angular distance a over the hardening burner (H) to the shower (B) and beyond by a full turn.

2. Hardening machine according to claim 1, characterized by electrical contacts for the actuation of the two burners (Tl, H) and the shutdown of the drive of the main shaft (2) by the cam disks (6 to 8). Considered publications: USA.-Patent No. 2 254 307: "Autogene Metallverarbeitung", 1935, Issue 20/21, p. 1; "VDI-Zeitschrift", 1951, p. 758; "Excerpts from German patent applications", K1. 18c, p. 204, P 87731 VI a.