-
Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von flachen, gegossenen Stahlstücken
mit Verdickungen Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Gießerei und betrifft ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von flachen, gegossenen Stahlstücken
mit Verdickungen, wie scheibenartige Gußstücke mit einem verdickten Nabenteil für
Waggonräder.
-
Stahlgußteile werden bekanntlich zur Beseitigung von unerwünscht grobem
Gefüge einer thermischen Behandlung unterworfen, die »Normalisieren«, »Normal Glühen«
oder schlicht »Glühen« genannt wird. Die Glühtemperaturen liegen mindestens 30°
oberhalb der bekannten GS-Linie des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms.
-
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß gegossene
Eisenräder, beispielsweise Räder aus Stahlguß mit einem Kohlenstoffgehalt von nicht
mehr als 0,75 Gewichtsprozent :ni'L @i,`".Stimm°n erwünschten physikalischen Eigenschaften,
wie höherer Schlagfestigkeit und besserer Abriebfestigkeit mit Hilfe einer neuartigen
Wärmebehandlung erreichen können, die dem eben angeführten Normalisieren ähnlich
ist.
-
Demgegenüber ist bisher lediglich bekannt, die Normalisierung zur
Beseitigung von Spannungen einfacher Gußteile zu verwenden, indem man das Gußteil
über seinen oberen kritischen Temperaturbereich (etwa 760 bis 820° C) erhitzt und
ihn dann in Luft verhältnismäßig langsam abkühlt. Bekanntlich hängt die genaue Lage
der kritischen Temperatur in erster Linie von dem Kohlenstoffgehalt und darüber
hinaus von anderen Legierungsbestandteilen ab. Das bisheri2e Normalisierungsverfahren
kann mit Erfolg auf alle Gußstücke angewendet werden, die eine weitgehend gleiche
Dicke aufweisen.
-
Wenn es darum geht, Spannungen in Stahlgußstücken zu beseitigen, die
einen auffallend ungleichen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise Eisenbahnräder
mit einem dünnen Scheibenteil, an das innen ein verdicktes Nabenteil und an das
außen ein gleichfalls verdickter Radkranz anschließt, entstehen infolge der unweigerlich
eintretenden ungleichen Abkühlungsgeschwindigkeit im Hinblick auf die einzelnen
Radabschnitte unerwünschte Restspannungen, die den verhältnismäßig dünnen Scheibenteil
des Rades belasten. Wenn sich der Scheibenabschnitt schneller als der dickere oder
schwerere Nabenabschnitt abkühlt, erfährt der Scheibenabschnitt eine radiale Zugspannung.
Wenn sich dagegen der Nabenabschnitt schneller als der Scheibenabschnitt abkühlt,
wird in dem Scheibenabschnitt eine radiale Druckspannung herbeigeführt.
-
Infolgedessen konnten Vorschläge nicht zum Ziel führen, nach denen
zunächst der Nabenabschnitt eines Rades einer erzwungenen Abkühlung unterworfen
werden soll, ehe die Temperatur des Rades unter den kritischen Temperaturbereich
gesunken ist. Abgesehen von nicht zu beherrschenden Restspannungen wurde gefunden,
daß die Anwendung dieses Vorschlages zu dem Nachteil führt, daß das derart behandelte
Gußteil unerwünschte Gefüge aufweist, das sich beispielsweise in einem übermäßigen
Härtegrad bemerkbar macht.
-
Die vorliegende Erfindung gründet sich auf der Erkenntnis, daß die
erzwungene Abkühlung dicker-1-Gußabschnitte erst einsetzen darf, wenn das gesamte
Gußstück auf eine Temperatur abgekühlt worden ist, die mit sicherer Gewähr unterhalb
der kritischen Temperatur der betreffenden Stahllegierung liegt.
-
Hier setzt der Gedanke der Erfindung ein, nach der ein Verfahren zum
Abkühlen von flachen, gegossenen Stahlstücken mit Verdickungen, wie scheibenartige
Gußstücke mit einem verdickten Nabenteil für Waggonräder, nach dem Erhitzen der
Gußstücke auf zum Normalisieren übliche Temperaturen vorgeschlagen wird, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Gußstück an Luft auf eine Temperatur unter 693° C abgekühlt
und dann die Oberfläche der Verdickungen zunächst einer Luft- und anschließend einer
kombinierten Luft- und Wassersprühabkühlung unterworfen wird.
-
Erfindungsgemäß ist zum Abkühlen eines Gußstückes an Luft eine Temperaturgrenze
von 693° C angegeben, die im folgenden stets als »kritische Temperatur« bezeichnet
wird. Die Angabe einer Temperatur von 693° C ist als Grenze genannt, weil festgestellt
wurde, daß unterhalb dieser Temperatur
Stähle mit nahezu jedem technisch
bedeutsamen bzw. praktisch verwendbaren Kohlenstoffgehalt die Voraussetzungen erfüllen,
die für die nachfolgende Weiterbehandlung durch Zwangsabkühlung der Verdikkungen
des Gußteils erfüllt sein müssen. Die angegebene Grenze kann in der Praxis bis auf
735° C angehoben werden, wenn der Kohlenstoffgehalt des gerade vorliegenden Stahls
sowie seine übrigen Legierungsbestandteile genau bekannt sind. Hierfür kann die
Regel angegeben werden, daß Stähle mit einem geringeren Perlitgehalt, d. h. mit
einem hohen Ferritgehalt, bereits bei beispielsweise 10 oder 20° oberhalb der Sicherheitsgrenze
von 693° C dem Zwrangsabkühlungsverfahren zugeführt werden können.
-
Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich besonders
vorteilhaft bei Rädern aus Stahlguß mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,75,'r,
auswirkt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für Gußstücke aller Art, deren
Form deutliche Verdickungen aufweist. Es ist besonders vorteilhaft anwendbar für
ringförmige Gußstücke aus Eisenmetallen, wobei jede zweckmäßige Stahllegierung Anwendung
finden kann.
-
Um eine ungefähr einheitliche Schrumpfungsgeschwindigkeit aller Radabschnitte
zu erzielen, ist es wesentlich, daß alle Teile eines radförmigen Gußstückes mit
etwa der gleichen Geschwindigkeit wenigstens so lange abkühlen, bis die Temperatur
aller Radabschnitte annähernd gleich und ausreichend tief unter die kritische Temperatur
des Stahls gesunken ist, so daß die Kristallstruktur und/oder die weitere Schrumpfung
des Gußstückes nicht mehr wesentlich beeinflußt werden kann. Hierin ist der Grund
dafür zu sehen, daß eine erzwungene Abkühlung bestimmter Bereiche eines Gußstückes
erst einsetzen darf, wenn in dem Gußstück unterhalb der kritischen Temperatur des
jeweiligen Stahls gelegene Temperaturen erreicht sind.
-
Der Nabenabschnitt eines Rades bedingt auf Grund der größeren Werkstoffmenge
gegenüber dem Scheibenabschnitt eine höhere Wärmeabfuhr gegenüber dem Scheibenabschnitt,
wenn eine ungefähr einheitliche Abkühlungsgeschwindigkeit der verschiedenen Radbereiche
erreicht werden soll. Zur Vorbereitung für den erfindungsgemäßen, die Oberfläche
der Verdickungen mit einer Luft- und Wasserbehandlung vorgenommenen Nachabkühlungsprozeß
müssen zunächst mehrWärmeeinheiten von demNabenabschnitt als von dem Plattenabschnitt
während der anfänglichen Abkühlung entfernt werden, bis die Temperaturen aller Teile
des Gegenstandes angenähert gleich und ausreichend tief unter der kritischen Temperatur
des Stahls liegen, so daß, obgleich die getrennten Abschnitte sich weiter mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von ihrer Dicke abkühlen, die Wirkung auf die
weitere Kontraktion des Gußstückes bzw. auf seine kristalline Struktur geringfügig
wird.
-
Wie bereits angedeutet wurde, darf eine erzwungene Abkühlung des Nabenabschnittes
von drahtförmigen Gußstücken erst einsetzen, wenn die Temperatur des Rades unter
den kritischen Temperaturbereich abgefallen ist.
-
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung
zum Abkühlen des Nabenabschnittes von radförmigen Gußstücken in Vorschlag gebracht,
mit der man die Radnabe selbsttätig sowohl einer Luft- als auch einer kombinierten
Luft- und Wassersprüh-Abkühlbehandlung in aufeinanderfolgend durchgeführten Arbeitsschritten
unterwirft, so daß der abschließend durchgeführte erzwungene Abkühlvorgang der Nabe
stark beschleunigt wird.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Ausgleichen der Abkühlgeschwindigkeit
des Nabenabschnitts gegenüber dem Scheibenabschnitt von ringförmigen Gußstücken,
indem vom Nabenabschnitt größere Wärmemengen pro Oberflächeneinheit abgeführt werden.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
Basisteil, eine Sprühanordnung, eine Vorrichtung zum Befestigen der Sprühanordnung
an dem Basisteil für eine Bewegung in und aus dem Betriebseingriff mit dem erhitzten
Gußstück, eine Vorrichtung zum Hinleiten der Kühlmedien zur Sprühanordnung und eine
Vorrichtung, die auf voreingestellte Bewegungen der Sprühanordnung in Richtung auf
den Betriebseingriff mit dem erhitzten Gußstück anspricht, um den Durchfluß der
Kühlmedien durch die genannte Vorrichtung zu steuern, eingesetzt sind.
-
Weitere erfindungsgemäße Merkmale werden nachfolgend angegeben, indem
die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert wird. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine perspektivische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen von radförmigen Gußstücken; F i g.
2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von F i g. 1 unter Weglassen einiger Teile;
F i g. 3 eine Rückansicht einer Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 in Blickrichtung
der Pfeile 3-3 aus F i g. 2; F i g. 4 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach
den vorhergehenden Figuren im Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 2; F i g. 5
eine Teilansicht der Vorrichtung im Schnitt längs der Linie 5-5 von F i g. 2; F
i g. 6 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt entlang der
Linie 6-6 von F i g. 2; F i g. 7 eine Draufsicht zu F i g. 6; F i g. 8 einen Schaltplan
für den selbsttätigen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Damit die einzelnen Figuren deutlicher werden, sind in einigen Figuren
verschiedene Vorrichtungsteile nicht mitgezeigt, damit man die jeweils wesentlichen
Teile besser erkennen kann.
-
Aus F i g. 1 und 2 ist ersichtlich, daß eine Transportvorrichtung
10, die endlos sowie von jeder für den Transport ringförmiger Gußstücke 12 geeigneter
Bauart sein kann, eingesetzt ist, um die Gußstücke 12, im vorliegenden Fall Eisenbahnräder
aus Gußstahl, von den Tieföfen (nicht gezeigt) in und durch das Kühlgebiet der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zu führen.
-
Die Räder 12 weisen jeweils Naben- und Randabschnitte 14 bzw. 16 auf,
die miteinander durch einen ringförmigen Scheibenabschnitt 18 verbunden sind, der
im Vergleich zu dem verdickten Nabenabschnitt eine verhältnismäßig dünne Querschnittsfläche
aufweist. Durch den Mittelpunkt jedes Nabenabschnitts erstreckt sich axial eine
Bohrung 19, die später der Achslagerung dient.
-
Die Räder sind liegend abgestützt, so daß die Seitenoberflächen von
waagerechten Ebenen her während
des Durchgangs durch die Abkühlzone
auf der Transportvorrichtung zugänglich sind. Wenn die Räder das Kühlgebiet der
Vorrichtung erreichen, ist ihre Temperatur unter den kritischen Temperaturbereich
(etwa 700 bis 735° C) abgesunken und beläuft sich auf etwa 540 bis 600' C.
-
Die erfindungsgemäße Abkühlvorrichtung für radförmige Stahlgußstücke
20 weist als Ständer einen Rahmen 22 auf, der aus zwei waagerecht und längs verlaufenden
sowie im Abstand von einander angeordneten Basisteilen 24 und 26 besteht, die an
ihren Enden durch ein paar ebenfalls waagerecht, jedoch querverlaufende Bauteile
27 miteinander verbunden sind. Der Rahmen 22 weist ferner drei im Abstand voneinander
angeordnete senkrechte Streben 28 auf, die sich von dem hinteren Basisteil 26 aus
erstrecken. Gegenüber liegen senkrechte Streben 29, die von dem vorderen Basisteil
24 ausgehen und im Vergleich zu den Streben 28 nur etwa halb so hoch sind. Von den
oberen Enden der halbhohen vorderen senkrechten Streben 29 erstrecken sich zweckmäßig
zu den gegenüberliegenden Streben 28 drei waagerrechte Querstreben 30. Zu dem Rahmenwerk
gehören ferner drei schräg eingesetzte Bauteile 32, die sich von den oberen Enden
der vorderen Querstreben 29 in Richtung auf die oberen Enden der hinteren senkrechten
Streben 28 erstrecken. Die oberen Enden der schräg eingesetzten Bauteile 32 können
mit den Streben 28 über drei sich waagerecht von den letzteren erstreckenden kurzen
oberen Querteilen 34 verbunden sein. Außerdem sind die oberen Enden der hinteren
Streben 28 durch ein waagerechtes abschließendes Bauteil 35
verbunden. Demgegenüber
sind die oberen Enden der vorderen Streben 29 abgedeckt durch ein Paar sich waagerecht
und in Längsrichtung erstreckender Bauteile 36 und 37, wie vor allem aus den F i
g. 2 und 3 zu entnehmen ist.
-
Die oberen Bau- bzw. Querteile dienen vor allem zur Aufnahme von Lagerböcken
38.
-
Auf dem Rahmen 22 ist eine Sprühanordnung 40 schwenkbar angeordnet,
die drei Rohre 42 (vgl. insbesondere F i g. 4) umfaßt, die in Form eines nach unten
offenen U gestartet und angeordnet sind. Die Rohre liegen in Längsrichtung des Rahmens
in einer Reihe im Abstand voneinander und sind starr mit einer Welle 43 verbunden,
die sich ebenfalls in Längsrichtung des Rahmens 22 erstreckt. Die Welle 43 ist in
den Lagerböcken 38 gelagert.
-
Insbesondere in F i g. 4 ist zu erkennen, daß jedes Rohr 42 infolge
seiner U-Form ein Paar vorderer und hinterer Rohrteile 44 bzw. 45 aufweist, die
jeweils über Bogenstücke und ein waagerechtes Teil 46 miteinander verbunden sind.
Die hinteren Rohrteile 45 sind derart im Abstand neben dem Rahmen
22
angeordnet, daß sie mit den Bohrungen 19 der Räder 12 aus der Transportvorrichtung
10 fluchten, wenn sich die Sprühanordnung 40 in ihrer unteren, d. h., in
der Betriebslage befindet. Am unteren Ende jedes Rohrteils 45 ist eine Sprühdüse
47 befestigt, die für den Einariff mit dem Nabenabschnitt und der Bohrung
19 des Rades eine geeignete Form aufweist.
-
Demgegenüber erstreckt sich das vordere Rohrteil 44 des Rohres
42 unter einem kleinen Winkel nach vorn bis zu einem Verbindungsabschnitt.
Dieser besteht im vorliegenden Fall aus einem Flansch 49.
-
An dem Rahmen 22 ist eine Lufthauptleitung 50 mit einem sich längsseits
am Rahmen 22 erstreckenden Hauptrohr 52 befestigt, das an seinem freien Ende 54
verschlossen ist und an seinem anderen Ende 56 (vgl. F i g. 2) mit einer Druckluftquelle
in Verbindung steht. Das Hauptrohr 52 ist mittels Schellen 58 am Rahmen 22 befestigt.
-
Von dem Rohr 52 aus erstrecken sich drei Verbindungsrohre 60, die
ebenso wie die Rohre 42 in einer Reihe im Abstand voneinander angeordnet sind. Die
Verbindungsrohre 60 steigen unter einem feststehenden Winkel nach oben. Ihre
Mittelachsrichtung fluchtet mit derjenigen derVerbindungsrohrabschnitte 48 nur dann,
wenn sich die Sprühanordnung 40 in der Betriebslage befindet. Jedes Verbindungsrohr
60 ist an seinem freien Ende mit einem Flansch 62 ausgestattet, der mit dem jeweils
zugeordneten Flansch 49 in Eingriff kommt, wenn sich die Sprühanordnung 40 in der
abgesenkten Lage, d. h. in der Betriebslage, befindet. Für eine sichere Abdichtung
der Flansche 49, 62 sorgen Gummidichtungen 63, die in einem der beiden Flansche
oder in beiden Flanschen eingesetzt sind.
-
Nach dem Verschwenken der Sprühvorrichtung 40 in die Betriebslage
wird die Welle 43 durch Anschläge 64 in der entsprechenden richtigen Winkellage
gegenüber den Lagerböcken 38 gehalten. Die Anschläge 64 sorgen daher dafür, daß
die Rohrverbindungsabschnitte 48 mit den Verbindungsrohren 60 in der Betriebslage
der Vorrichtung achsengleich fluchten.
-
Als Antrieb für die Drehbewegung der Sprühanordnung 40 aus
der Ruhe- in die Betriebslage dient eine pneumatische Vorrichtung 66 mit einem Zylinder
67, der an seinem unteren Ende 68 an eine Halterung 69 anaelenkt ist, die selbst
an dem oberen Vorderteil 37 des Rahmens 22 befestigt ist. Von dem Zylinder
67 erstreckt sich eine Kolbenstange 70 nach oben, die an der Stelle 72 an das vordere
freie Ende eines Arms 73 angelenkt ist. Der Arm 73 ist selbst starr an der Welle
43 befestigt. Wenn der Zylinder 67 betätigt wird, bewegt sich die Kolbenstange70
nach oben und mit ihr das vordere Ende des Arms 73. Die hierdurch verursachte Drehung
der Welle 43 verschwenkt die Sprühanordnung 40 in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten
Richtung, im Hinblick auf F i g. 5. Auf diese Weise gelangt die Sprühanordnung in
die Betriebslage, in der die Düsen der Rohre in die jeweiligen Bohrungen der Nabenabschnitte
der auf der Transportvorrichtung liegenden Räder eingreifen.
-
Ein Gebläse 76 (vgl. F i g. 2) dient dazu, dem Hauptrohr 52 der Hauptluftleitung
Druckluft zuzuführen. Die Anordnung des Gebläses 76 kann an jeder geeigneten Stelle
der Vorrichtung vorgenommen werden.
-
Erfindungsgemäß ist ein Ventil in die Luftleitung 50 eingesetzt, das
die Luftzufuhr selbsttätig steuert. Aus F i g. 5 ist beispielsweise ersichtlich,
daß hierfür in das Hauptrohr 52 der Lufthauptleitung 50 in der Nähe des offenen
Endes 56 ein Flügelventil 58 (vgl. auch F i g. 2) eingesetzt ist, das durch einen
Arm 79 betätigt wird, der außerhalb des Hauptrohres 52 angeordnet ist und einen
Schlitz 80 aufweist, in dem ein Stift 81 angeordnet ist. Der Stift 81 verbindet
den Arm 79 schwenkbar mit dem unteren Ende einer Steuerstange 82, deren oberes Ende
an eine Halterung 83 angelenkt ist, die selbst starr an dem Verbindungsabschnitt
48 des Gebläserohres 42 befestigt ist und sich von hier aus nach außen erstreckt.
Dieses Gebläserohr ist an dem rechten Ende des Rahmens
(vgl. F
i g. 2) befestigt. Das Ventil mit der eben beschriebenen Steuerung dient dazu, den
Luftzufluß durch die Lufthauptleitung 50 und deren Verbindungsrohre 60 dann
selbsttätig zu unterbrechen, wenn die Verbindungsrohre 60 nicht mit den jeweils
zugeordneten Rohren 42 verbunden sind, d. h., wenn sich die Sprühanordnung
in der Ruhelage befindet.
-
Wenn die Sprühanordnung aus der Betriebslage in die Ruhelage zurückkehrt
und hierbei die Düsen aus den Bohrungen der Räder herausgezogen sind, bewegt sich
die Stange 82 nach unten in Richtung auf die Hauptluftleitung zu, so daß der Steuerarm
79 verdreht wird. Hierdurch wird der Schließkörper des Flügelventils 78 in die Schließstellung
gebracht und verhindert den weiteren Luftzufluß in das Hauptrohr 52.
-
Um zu gewährleisten, daß unter keinen Umständen Luft von den Verbindungsrohren
60 direkt auf die Räder geleitet wird, kann ein Schutzschild 84 an der hinteren
Seite des Rahmens 22 (vgl. F i g. 4) zwischen letzterem und der Transportvorrichtung
befestigt sein.
-
Der erzwungene Abkühlprozeß innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beginnt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erst dann, wenn die Temperatur der
Räder unter den kritischen Temperaturbereich des jeweiligen Stahls abgefallen ist,
wie bereits ausführlich erläutert wurde. Zur Beschleunigung des Abkühlprozesses
ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung derart ausgestattet, daß die Nabenabschnitte
bzw. deren Bohrungen sowohl mit Wasser als auch mit Luft besprüht werden können.
-
Von den in den Zeichnungen dargestellten Rohrdüsen der Vorrichtung
sind lediglich zwei, nämlich die mittlere und linke, mit Bezug auf F i g. 2, mit
entsprechenden Anordnungen zum Sprühen von Wasser ausgestattet.
-
Das Wasser kann den Düsen beispielsweise mittels Wasserrohren 86 (vgl.
F i g. 2) zugeführt werden, die mit Schläuchen verbunden sind, die unter anderem
flexible Verbindungsstücke 87 aufweisen. Die Wasser zuführenden Leitungen
sind in den Zeichnungen nur schematisch angedeutet. Die Verbindungsstücke 87 münden
in ein Hauptwasserrohr oder Wasserverteilungsrohr 88, das auf dem Rahmen 22 (nicht
im einzelnen dargestellt) angeordnet ist. Das Wasserverteilungsrohr 88 steht seinerseits
mit einer in der Nähe angeordneten, nicht dargestellten Wasserquelle in Verbindung.
-
Der Zufluß des Wassers erfolgt über eine Hauptsteuerung, die insbesondere
in den F i g. 6 und 7 dargestellt und später noch ausführlich erläutert ist. Zusätzlich
sind die Wasser führenden Rohre mit Ventilen ausgerüstet. die verhindern, daß Wasser
aus den Düsen austreten kann, wenn sich die Rohre nicht in der Betriebslage befinden,
d. h., wenn die Düsen nicht im Eingriff mit den Bohrungen der entsprechenden Räder
stehen.
-
Jede Sprühdüse 47 weist einen ringförmigen Flansch 89 auf,
von dem ein koaxialer Sprühkopf 90 vorsteht, der in der Betriebslage nach
unten weist. Wie beispielsweise aus F i g. 4 hervorgeht, ist der Mantel des Sprühkopfes
90 ringsum mit senkrechten Schlitzen 92
besetzt, durch die die Luft
und/oder das Wasser auf die Innenfläche der Bohrungen des jeweiligen Rades geführt
wird.
-
Die in der Betriebslage der Vorrichtung nach unten weisende Oberfläche
des Düsenflansches 89 kann mit einer Dichtung 94 besetzt sein, durch die eine Abdichtung
zwischen der Düse und der Stirnfläche des Nabenabschnittes erzielt wird, der die
Bohrung unmittelbar umgibt.
-
Die für die Wasserzuführung ausgerüsteten Rohre 42 tragen jeweils
einen Begrenzungsschalter 96 (vgl. F i g. 6), der vorzugsweise am oberen Ende des
senkrechten Rohrstücks 44 zur mechanischen Betätigung durch einen Hebel 98
angeordnet ist. Dieser ist zwischen seinen Enden drehbar auf dem waagerechten Rohrstück
46 an einer Halterung 99 befestigt. Ein Ende des Hebels
98 ist zum Eingriff mit dem Sehalter bestimmt, während das andere Ende des
Hebels mit einer in der Betriebslage der Vorrichtung senkrecht angeordneten Stange
100 verbunden ist, die ihrerseits gleitbar auf dem Rohrstück 45 vorzugsweise achsparallel
gelagert ist, Die Stange 100 ist axial verschiebbar und wird unmittelbar
oberhalb der Düse angeordnet, und zwar derart, daß sich ein Ende der Stange
100 nach unten durch den Düsenflansch 89
und durch die Dichtung 94
erstreckt. Dadurch setzt dieses Stangenende beim Einführen der Düse in die Bohrung
des Rades auf die Stirnfläche des Nabenabschnittes des Rades auf. Dadurch wird die
Stange nach oben bewegt und der Hebel 98 im Uhrzeigersinn, mit Bezug auf
F i g. 6, verdreht. Hierdurch wird der Begrenzungsschalter betätigt, der seinerseits
ein nicht dargestelltes Ventil öffnet und damit den Wasserzufluß zur Düse freigibt.
Wenn die Sprühanordnung aus der Betriebslage bewegt wird, wird der Schalter durch
eine Feder zurückbewegt, so daß. das Ventil wieder geschlossen und der Wasserzufluß
zur Düse unterbrochen wird.
-
Die Aufeinanderfolge der Verfahrensschritte läßt sich insbesondere
unter Bezugnahme auf die F i g. 8 erläutern, in der ein Schaltplan des Schaltkreises
dargestellt ist, der den selbsttätigen Betrieb der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
steuert.
-
Ein Dreiphasen-Induktionsmotor 112 wird über Leitungen
110 von einer Stromquelle gespeist, die beispielsweise eine Spannung von
440 oder 550 Volt abgibt. Der Motor 112 dient als Antrieb für das Gebläse
76. In die Leitungen 110 können jeweils ein Unterbrecherschalter 110
a, eine Sicherung 113, ein überspannungsschutz 114 und Startkontakte
116 a geschaltet sein. Die Spannung von 440 bzw. 550 Volt der Leitungen
110 kann durch einen Transformator 122 in eine Spannung von 110 Volt umgewandelt
werden. Von dort führen Leitungen L 1 und L 2 zu
einer
Parallelschaltung, die den selbsttätigen Betrieb der Kühlvorrichtung steuert. Die
Leitungen L 1 und L 2 können gleichfalls Sicherungen 113
a aufweisen.
-
Um die Aufeinanderfolge der Arbeitsgänge der Kühlvorrichtung einzuleiten,
wird ein Schalter 110 a von Hand geschlossen und anschließend ein Startknopf
115 gedrückt. Hierdurch wird eine Spule 116
in einer Brücke L 3 zwischen
den beiden parallelen Zweigen erregt. Hierdurch werden die drei Kontakte zu 116
a des Motorkreises geschlossen. Der Motor 112 läuft an. Auch der Kontakt 116 b im
Parallelzweig L 3 a wird geschlossen, so daß eine Selbsthaltung entsteht, die durch
Niederdrücken des zweiten Druckknopfes des Schaltkreises unterbrochen werden kann.
-
Sobald sich ein Rad auf der Transportvorrichtung 10 der Vorrichtung
zum Kühlen des Nabenabschnittes nähert, löst das Rad einen Begrenzungsschalter (nicht
gezeigt) aus, der eine Relaisspule (nicht gezeigt
) erregt, die
ihrerseits die Kontakte 126 in dem Leitungszweig L 4 schließt, wodurch die Magnetspulen
128 und 130 in den Nebenzweigen L 4 a und L 4 b
einer Zeitgeberkupplung
erregt werden.
-
Wenn die Magnetspule 182 erregt wird, werden die Kontakte 128
a und 128 b in den Zweigen L 5
und L 7 geschlossen.
-
Die Erregung der im Parallelzweig L 4 b liegenden Magnetspule 130
hat das Schließen der Kontakte 130 a und 130 b in den Zweigen
L 6 bzw. L 8 zur Folge.
-
Durch das Schließen der Kontakte 128 a läuft ein Zeitgebermotor 134
im Zweig L 5 an, der eine vorbestimmte Zeitspanne lang in Betrieb bleibt. Das Schließen
der Kontakte 128 b erregt ein elektrisch betätigtes Luftventil 132, das der pneumatischen
Vorrichtung 66 Luft zuführt und damit das Verschwenken der Sprühanordnung in die
Betriebslage veranlaßt. Beim Verschwenken der Sprühanordnung gelangen die Sprühdüsen
in die Bohrungen der entsprechenden Räder auf der Transportvorrichtung.
-
Das Schließen der Kontakte 130 a hat den Anlauf eines weiteren Zeitgebermotors
142 zur Folge, der ebenfalls eine vorbestimmte Zeitspanne lang in Betrieb bleibt,
die jedoch kürzer als diejenige des Zeitgebermotors 134 ist.
-
Das Schließen der Kontakte 130 b erregt die Spulen der elektrisch
betätigten Wasserventile 138, so daß die Düsen in dem mittleren und linken Rohr,
mit Bezug auf F i g. 3, so lange arbeiten, wie die Räder in entsprechender Ausrichtung
auf der Transportvorrichtung verbleiben.
-
Wenn ein entsprechend ausgerichtetes Rad bereit liegt, kommt dessen
Nabenabschnitt mit der jeweiligen Stange 100 nach dem Verschwenken der Sprühanordnung
in Eingriff. Dadurch wird, wie bereits beschrieben, der Hebel 98 verschwenkt. Hierbei
wird der Begrenzungsschalter 96 geschaltet und der Wasserfluß durch die Düsen freigegeben.
Die Dauer des Wassersprühvorgangs ist durch die Einstellung des Zeitgebermotors
142 bestimmt.
-
Aus der bisherigen Beschreibung und den Figuren wird weiter deutlich,
daß während des Verschwenkens der Sprühanordnung in die Betriebslage oder umgekehrt
aus der Betriebslage das Flügelventil 73
den Luftzufluß in das Hauptrohr 52
der Lufthauptleitung 50 steuert. Das Ventil wird durch die Stange 82 über den Steuerarm
79 geöffnet oder geschlossen.
-
Wenn die Sprühanordnung in die Betriebslage verschwenkt wird, wird
ein Schalter 95 (vgl. F i g. 2) durch die Bewegung und durch den Eingriff des Arms
der pneumatischen Vorrichtung 66 geöffnet. Der Schalter 95 dient dazu, einen weiteren,
nicht dargestellten Schaltkreis spannungslos zu machen, der seinerseits die Transportvorrichtung
steuert, so daß diese nicht in Bewegung geraten kann, solange die Kühlvorrichtung
in der Betriebslage verharrt.
-
Nach einer eingestellten Zeitspanne öffnet der Zeitgebermotor 142
die Kontakte 130 a und wird angehalten. Außerdem werden die Kontakte 130 b geöffnet,
so daß der Wassersprühvorgang beendet wird.
-
Einige Zeit später öffnet der Zeitgebermotor 134 die Kontakte 128
a und hält dadurch an. Außerdem werden die Kontakte 128 b geöffnet. Hierdurch wird
die Spule des Luftventils 132 stromlos. Die Fließrichtung der Luft wird hierdurch
umgekehrt, so daß die Sprühanordnung aus der Betriebslage in die Ruhelage verschwenkt
wird. Während der Schwenkbewegung der Sprühanordnung wird der Begrenzungsschalter
95 mechanisch geschlossen. Hierdurch wird der nicht dargestellte Steuerkreis der
Transportvorrichtung wieder geschlossen. Die Transportvorrichtung kann dadurch weiterbewegt
werden; die Räder werden ihrer nächsten Bearbeitungsstation zugeführt.
-
Sobald sich die Transportvorrichtung in Bewegung setzt, wird ein weiterer
nicht dargestellter Begrenzungsschalter in dem nicht dargestellten Steuerkreis der
Transportvorrichtung betätigt, wodurch die Kontakte 126 in dem Zweig L 4 geöffnet
und die Magnetspulen 128 und 130 der Zeitgeberkupplung stromlos werden. Hierdurch
werden die Zeitgeber zurückgestellt, und der Kühlzyklus wird abgeschlossen.