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Vorrichtung zum Kühlen bzw. Abschrecken von metallischem Gut Es sind
Verfahren und Vorrichtungen zum Kühlen von metallischem Gut, beispielsweise Tempergußstücken
bekannt, bei denen das Gut, insbesondere wenn es sich um Massenware handelt, satzweise
aus einem Glühofen entnommen und sodann in ein Kühl-bzw. Abschreckbad befördert
wird, aus welchem das Gut nach beendeter Abschreckung entnommen wird, um weiteren
Fabrikationsstationen zugeführt zu werden. Dabei kann es leicht vorkommen, daß in
dem Abschreckbad Anhäufungen des satzweise bzw. chargenweise eingebrachten Gutes
entstehen, wodurch ein freier Zutritt des Kühlmittels zu den sich überdeckenden
Gutstücken mehr oder weniger behindert wird, so daß einzelne Gutstücke nicht mit
der erforder= lichen Gleichmäßigkeit bzw. unzureichend abgeschreckt werden. Die
Folge hiervon ist häufig Ausschuß.
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Es sind auch Kühlverfahren bzw. Vorrichtungen bekannt, bei denen das
Gut in Traggestellen, Tragkörben oder sonstigen Tragvorrichtungen behandelt bzw.
transportiert wird, und zwar sowohl im Glüh= ofen als auch auf dem Wege zu der Kühleinrichtung
und durch das Kühlmittel hindurch. Auch bei diesen bekannten Einrichtungen ist eine
völlig gleichmäßige Abkühlung aller Gutstücke nicht gewährleistet, da die in größerer
Menge in dem Tragkorb oder Traggestell befindlichen Gutstücke hinsichtlich des Zutritts
des Kühlmittels nicht alle eine gleich günstige Lage einnehmen können. Beispielsweise
erfahren die zuerst von dem Kühlmittel getroffenen Gutstücke eine stärkere, die
anschließend beaufschlägten Stücke eine schwächere Kühlwirkung.
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Es sind auch schon Vorrichtungen bekannt, in denen abzuschreckende
Güßstücke in einem Strom eines Kühlmittels während des Abkühlungsvorganges gedreht
wurden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen bzw. Abschrecken
von metallischem Gut durch ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel für chargenweisen
Durchsatz einer Mehrzahl von auf Tragvorrichtungen gestapelten Gutstücken.
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Nach der Erfindung wird eine besonders vorteilhafte Art des Kühlens
bzw: Abschreekens durch folgenden Aufbau der Vorrichtung erzielt. a) eine für das
Kühlmittel durchlässige, aus Tragrosten, Traggestehen od. dgl. bestehende Tragvorrichtung,
b) eine zu einer unter- öder oberhalb eines Kühlraums liegende Stelle führend Transportvorrichtung,
c) eine Hebe- und Senkvorrichtung zum Ein- und Ausbringen der mit dem Gut gefüllten
Tragvorrichtung in den Kühlraum, d) Mittel zum Drehen der Tragvorrichtung innerhalb
des Kühlraumes, e) einen geringen Abstand der Tragvorrichtung zu den Seitenwänden
des Kühlraums. Als besonders vorteilhaft erweist sich bei einer solchen Vorrichtung,
daß das Glühgut beim Durchfahren der Kühlstrecke in derselben Tragvorrichtung bleibt,
in der es die vorhergehende Glüh-und die nachfolgende Anlaßstrecke ohne Umladen
durchläuft.
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Die Verwendung einer Transportvorrichtung nach der Erfindung ermöglicht
es ferner, die für den Transport zur Kühlvorrichtung erforderliche Zeit sehr kurz
zu halten, wobei die Hebe- und Senkvorrichtung die dauernde Aufrechterhaltung des
Kühlm'ittelstromes ermöglicht.
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Das Drehen der Tragvorrichtung ermöglicht ferner eine gleichmäßige
Abkühlung, auch wenn die Tragvorrichtung mit kleinstückigem Gut dicht bepackt ist.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert:
In den F i g. 1 und 2 ist der Kühlraum mit 1 bezeichnet. Unterhalb dieses Kühlraumes
ist eine Transportvorrichtung 2 angeordnet, die im Falle des Ausführungsbeispieles
als Rollgang ausgebildet ist. Mittels dieser Transportvorrichtung wird das auf den
Tragrosten 3 gestapelte Gut 4 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ofen
der Kühlvorrichtung chargenweise zugeführt. Die Tragroste können aus einem gitterförmigen
Untersatz für den Gutstapel bestehen oder auch als korbartige Traggestelle gestaltet
sein, wobei sie so auszubilden sind, daß sie den Zutritt des Kühlmittels zu dem
Gut möglichst wenig behindern.
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Um die Tragroste 3 aus dem unterhalb des Kühlraumes 1 befindlichen
Zuführungsraum 5 in den Kühlraum einbringen und aus demselben wieder herausbringen
zu können, ist eine Hebe- und Senkvorrichtung 6, 7, 8 vorgesehen: Diese Vorrichtung
besteht
im Falle des Ausführungsbeispiels aus einem hydraulischen
Zylinder 6, der über eine Kolbenstange 7 mit einem Traggerüst 8 in Verbindung steht.
In der in F i g. 1 gezeichneten Stellung befindet sich die Hebe- und Senkvorrichtung
mit ihrem Trab gerüst 8 in angehobener Lage, d. h. das Traggerüst 8 befindet sich
im Kühlraum 1. Bei 8 a ist die Lage des Traggerüstes .in abgesenkter Stellung der
Hebe- und Senkvorrichtung angedeutet. Die Mittel, mit denen die Tragroste 3 von
dem Traggerüst 8 bzw. 8 a -erfaßt und in diesem sicher gehalten werden,
können an sich bekannter Art sein.
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Der Kühlraum 1 ist in Form eines Kanals ausgebildet, dessen Seitenwände
bei 17 als konzentrisch zur senkrechten Mittellinie des Kühlraumes angeordnete Zylinderflächen
ausgebildet sind.
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Innerhalb des Kühlraumes befindet sich eine käfigartige Konstruktiön,
im folgenden kurz Käfig 18 bezeichnet, dessen Umrisse im Grundriß (F i g. 2) kreisförmig
gestaltet ist und verhältnismäßig dicht an die zylindrischen Teile 17. der-
Seitenwände des Kühlraumes heranreicht.
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Dieser Käfig 18 ist zur Aufnahme des Traggerüstes 8 mit dem darin
befindlichen Gut 4 eingerichtet und besteht im wesentlichen aus einer oberen
20 und einer unteren 21 Platte, die durch radialgetichtete, als Leitbledie
22 für das Kühlmittel ausgebildete Stege miteinander verbunden sind. Mittels der
Führungen 23 ist das Traggerüst 8 sicher in dem Käfig 18 geführt bzw. gehalten.
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Der Käfig 18 ist-bei 19 um seine senkrechte Mittelachse drehbar gelagert
und kann durch Antriebsmittel, beispielsweise einen Elektromotor 9, über ein Zahnradgetriebe
10 in Umdrehung gesetzt werden, wobei er das Traggerüst 8 mitnimmt. Um zu vermeiden,
daß die Kolbenstange 7 der Hebe- und Senkvorrichtung die Drehbewegung mitmachen
muß, kann das Traggerüst 8 drehbar an der Kolbenstange befestigt sein.
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Mit 13 sind in der F i g. 1 durch hydraulische Zylinder 14 und nicht
näher- bezeichnete Hebel betätigbare Bodenklappen des Kühlraumes bezeichnet, durch
welche dieser von- unten abschließbar ist. Weiter sind im Kühlkanal 15 (in
der Zeichnung rechts vom Kühlraum) Jalousieklappen 11 zur Regulierung des Kühlmittelstromes
angeordnet, die durch eine Antriebsvorrichtung mit einem hydraulischen Zylinder
12 geöffnet und geschlossen werden können.
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Im folgenden wird der Betrieb und die Wirkungsweise der vorbeschriebenen
Vorrichtung erläutert. Sobald das Gut 4 mittels der Hebevorrichtung 6, 7, 8 in den
Kühlraum 1 eingefahren ist, werden die Bodenklappen 13 geschlossen, worauf die Zufuhr
des Kühlmittels - im Falle des Ausführungsbeispieles Kühlluft- durch Öffnen der
Jalousieklappen 11 freigegeben wird, so daß -dieses den Kühlkanal 15 und
Kühlraum 1 in Richtung der Pfeile 16 durchströmt. Gleichzeitig wird die Drehbewegung
des Käfigs 18 mit dem in demselben befindlichen Traggerüst bzw. Gut 4 eingeleitet.
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Die radialen Leitbleche 22 des Käfigs sind - wie insbesondere die
F i- g. 2 erkennen läßt - so angeordnet, daß durch dieselben in jeder Drehlage des
Käfigs 18 der zwischen den Seitenwänden 17 des Kühlraumes und dem mit Gut gefüllten
Traggerüst 8 noch verbleibende Zwischenraum für den Durchtritt des Kühlmittels weitgehend
gesperrt ist. Auf diese Weise wird eine sehr günstige Führung des Kühlmittels durch
den Gutstapel hindurch erreicht, in dem einerseits verhindert wird, daß ein Teil
des Kühlmittels ungenützt neben dem Gut vorbeistreicht, während andererseits diejenigen
Leitbleche 22, die gerade nicht den Seitenwänden 17 gegenüberliegen, den. Kühlmittelstrom
unmittelbar auf das Gut 4 lenken, wie dies in der F i g. 2 durch den Verlauf der
Pfeillinien 16 angedeutet ist, wodurch im Verein mit der Drehbewegung des Käfigs
18 bzw. des Traggerüstes 8 bewirkt wird, daß alle Teile des Gutes von dem Kühlmittel
weitgehend gleichmäßig umspült werden.
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Das Gut muß dabei so lose gestapelt sein, daß die Kühlluft ohne größere
Behinderung zwischen den einzelnen Gutstücken hindurchströmen kann. Um dies mit
Sicherheit zu erreichen, sollen die Abmessungen des Kühlraumes 1 und der Tragroste
3 mindestens so groß gewählt werden, daß die zu einer Charge gehörende Anzahl von
Gutstücken so gestapelt werden kann, daß zwischen den einzelnen Gutstücken ausreichende
Zwischenräume für den Durchtritt des Kühlmittels verbleiben, und zwar derart, daß
dabei der Füllfaktor höchstens 50 % beträgt, mit anderen Worten, daß das Gesamtvolumen
der Zwischenräume mindestens 50 % des Volumens eines einer Charge entsprechenden
Gutstapels beträgt.
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Nach Beendigung des Abkühlvorganges wird das Gut durch die Hebe- und
Senkvorrichtung 6, 7, 8 wieder aus dem Kühlraum ausgefahren, nachdem vorher die
Bodenklappen 13 geöffnet wurden. Sodann kann das Gut mittels der Transportvorrichtung
2 weiteren Fabrikationsstationen zugeführt werden.
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Der Abkühlvorgang kann entsprechend der Art des zu behandelnden Gutes
oder auch im Hinblick auf die jeweils gewünschten Güteergebnisse der Abkühlung leicht
verschiedenen Anforderungen angepaßt werden, und zwar dadurch, daß die den Kühlraum
1 in der Zeiteinheit durchströmende Kühlmittelmenge veränderbar ist, was beispielsweise
durch ein mehr oder weniger weites Öffnen der Jalousieklappen 11 bewirkt werden
kann. Eine weitere Beeinflussung des Abkühlungsverlaufes ist durch eine Veränderung
der Drehgeschwindigkeit des Gutes innerhalb des Kühlraumes möglich. Zn diesem Zweck
kann der als Antriebsmittel für die Drehbewegung des Käfigs bzw. Traggerüstes 8
dienende Elektromotor 9 mit an sich bekannten Einrichtungen zur Änderung der Drehgeschwindigkeit
und/oder der Drehrichtung ausgerüstet sein. Bei der in dem Ausführungsbeispiel dargestellten
Kühlvorrichtung wird, wie schon erwähnt, Luft als Kühlmittel verwendet. Die Abschreckwirkung
kann bei einer solchen Vorrichtung in an sich bekannter Weise dadurch verstärkt
werden, daß man der Kühlluft Wasser in Form von Sprühnebel beimischt.
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Die Erfindung ist im übrigen nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Es sind hiervon verschiedene, insbesondere bauliche Abweichungen möglich.
Als Kühlmittel kann statt Luft auch eine Kühlflüssigkeit verwendet werden, beispielsweise
ein Öl, oder es kann als -Kühlmittel ein geschmolzener Stoff, vorzugsweise ein Salz
oder eine Mischung aus mehreren Salzen verwendet werden.
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-Im Falle der Verwendung eines flüssigen Kühlmittels ist der Kühlraum
bzw. Kühlkanal innerhalb eines Flüssigkeitsbades bzw. Abschreckbades angeordnet.
Die konstruktive Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich
in einem solchen Fall von dem dargestellten Ausführungsbeispiel,
vor
allem dadurch, daß der Zuführungsraum 5 und die Transportvorrichtung 2 oberhalb
des Kühlraumes angeordnet sind bzw. sich oberhalb des Badspiegels befinden. Dementsprechend
ist die Anordnung dann so zu treffen, daß das Gut durch die Hebe-und Senkvorrichtung
in die Badflüssigkeit abgesenkt und nach erfolgter Abkühlung bzw. Abschreckung wieder
aus dem Bad herausgehoben wird. Dabei muß auch die Einrichtung zum Drehen der mit
dem Gut beladenen Tragroste 3 entsprechend ausgebildet sein. Beispielsweise kann
die Kolbenstange der Hebe- und Senkvorrichtung fest mit .einem dem Traggerüst 8
des Ausführungsbeispieles entsprechenden Traggerüst verbunden. sein. Der Drehantrieb
für das Traggerüst erfolgt dann über die Kolbenstange, beispielsweise mittels eines
mit einem Antriebsritzel in Eingriff stehenden unverschiebbar gelagerten und auf
der Kolbenstange sitzenden Zahnrades, gegenüber dem die Kolbenstange längsverschieblich
ist, wobei sie aber bei der Drehung des Zahnrades von diesem mitgenommen wird. Um
zu vermeiden, daß der Kolben des hydraulischen Hubzylinders die Drehbewegung mitmacht,
ist zwischen dem Kolben und der Kolbenstange eine Drehmöglichkeit vorgesehen.
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Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von
Gut in Salzbädern (Warmhärtebädern) ist es schwierig, die Kolbenstange der Hebe-
und Senkvorrichtung gegen die Badwärme zu schützen. Man kann dann auch eine andere
Art der Hebe- und Senkvorrichtung wählen, beispielsweise können hierfür mit einer
oder mehreren Zahnstangen arbeitende Vorrichtungen in Frage kommen, wobei die Zahnstangen
mit verhältnismäßig großer Zahnteilung ausgeführt werden können, so daß etwa anhaftendes,
gefrorenes Salz keine nennenswerte Behinderung für das einwandfreie Funktionieren
der Hebe- und Senkvorrichtung darstellt.
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Es sind auch Hebe- und Senkvorrichtungen anwendbar, die mittels Drahtseilen
arbeiten, wobei man die Antriebsvorrichtung für die Seile, die im wesentlichen als
Aufwickeleinrichtung auszubilden ist, so hoch über dem Salzbad anordnen wird, daß
diejenigen Teile der Seile, die mit dem Salz bzw. Wärmebad in Berührung kommen,
nicht bis zu der Aufwickelvorrichtung gelangen.
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Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung kann aber auch für den Fall,
daß Luft als Kühlmittel verwendet wird, so ausgebildet sein, daß der Kühlraum 1
unterhalb des Zuführungsraumes 5 bzw. der in diesem angeordneten Transportvorrichtung
(Rollgang 2) angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung kann ohne Schwierigkeiten mit
an sich bekannten Steuer- und Regelmitteln ausgerüstet sein, so -daß die vorstehend
beschriebenen Vorgänge z. T. oder vollständig selbsttätig nacheinander ablaufen.
Dabei können auch an sich bekannte Sicherheitseinrichtungen, wie Alarm-und Signaleinrichtungen
vorgesehen sein, die das Bedienungspersonal auf gegebenenfalls eintretende Störungen
aufmerksam machen.
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Weiter können Heiz- oder Kühleinrichtungen vorgesehen sein, durch
die die Temperatur des Kühlmittels aufrechterhalten oder geändert werden kann. Diese
Einrichtungen können auch mit an sich bekannten Temperaturmeß- bzw. Regelvorrichtungen
ausgerüstet sein.