-
Härtemaschine für lange und stehend zu härtende Werkstücke Die Erfindung
betrifft eine Härtemaschine für lange und stehend zu härtende Werkstücke, insbesondere
für Rohre mit großem Durchmesser und großen Längen, bestehend aus einem Schachtofen
mit beweglichem Boden und einem unmittelbar unter dem Schachtofen angeordneten Härtebecken
mit einer Hubvorrichtung, mit welcher das Werkstück in der Zeit des Wärmevorganges
im Schachtofen gehalten und aus diesem direkt auf kürzestem Wege nach unten in das
Härtebecken abgesenkt werden kann.
-
Bei einer bekannten Härtemaschine dieser Art ist eine T-förmig ausgebildete
Wärmetragkonstruktion vorgesehen, die auf Biegung beansprucht wird und daher in
Verbindung mit höheren Temperaturen, wie sie für die Härtung moderner Stähle erforderlich
sind, nicht verwendbar ist. Der Ofenboden ermöglicht bei dieser bekannten Härtemaschine
keinen dichten Abschluß, was ebenfalls die Anwendung besonders hoher Temperaturen
beungünstigt. Außerdem läßt die Umwälzeinrichtung, die sich zum Teil im Ofen befindet,
Anwendung höherer Temperaturen nicht zu. Die Anwendung dieser bekannten Härtemaschine
ist außerdem auf bestimmte Werkstücke beschränkt, weil diese entweder nach Form
und Gewicht in dem auf Flurhöhe über Schienen stirnseitig ausfahrbaren Wärmegutbehälter
unterbringbar sein müssen oder von sich aus für die Beschickung auf Gleitschienen
schieb-oder fahrbar sein müssen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Härtemaschine der eingangs genannten
Art so auszugestalten, daß mit ihr auch Werkstücke aus modernen Stählen, die hohe
Temperaturen im Bereich von 1000 bis 1100' C
verlangen, gehärtet werden
können, und zwar unter möglichst geringen Einschränkungen hinsichtlich der Form
und des Gewichtes dieser Werkstücke. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Hubvorrichtung mit mindestens drei das Werkstück abstützenden und bei angehobener
Hubvorrichtung während des Glühvorganges in den Schachtofen hineinragenden Sockelteilen
versehen und der bewegliche Boden des Schachtofens als mindestens dreiteiliger Schieberboden
ausgebildet ist.
-
Die erfinderische Ausgestaltung der Härtemaschinen gestattet die Anwendung
sehr hoher Temperaturen, sie ermöglicht aber auch einen kurzen Transportweg des
Wärmegutes vom Ofen in die Härteflüssigkeit, wie dies zur Aushärtung von modernen
Stählen in Verbindung mit hohen Temperaturen erforderlich ist, weil andernfalls
die einmal erzielte Aufheizung auf dem Transportweg verlorengeht oder gar zu einer
ungleichmäßigen Temperaturverteilung abkühlt. Beides würde dem mit der Erfindung
angestrebten Zweck zuwiderlaufen.
-
Die Härtung von langen Werkstücken, insbesondere von Rohren mit großem
Durchmesser und großer Länge, bereitete bisher erhebliche Schwierigkeiten. Bei Verwendung
normaler Schachtöfen für die Härtung langer Werkstücke, die aus Gründen der Wärmebehandlung
stehend vergütet werden müssen, sind mit den bisherigen Einrichtungen viel zu lange
Transportwege für das Werkstück vom Schachtofen zum Härtebecken erforderlich, die
mit einem nicht vertretbaren Temperaturabfall verbunden sind. Eine Temperaturgleichmäßigkeit
an der gesamten Werkstückoberfläche war nur mit besonderen zusätzlichen Einrichtungen
zu erreichen, die wieder mit einem unwirtschaftlich großen Kostenaufwand verbunden
waren. Die erfinderische Härtemaschine eignet sich auch für die Vergütung von Werkstücken
mit geringer Wandstärke, insbesondere dünnwandiger Rohre. Die Härtung derartiger
Werkstücke war bisher nicht möglich, weil diese derart rasch abkühlten, daß in dem
Zeitraum zwischen der Herausnahme aus dem Härteofen und dem Eintauchen in das Härtebad
die hohe Härtetemperatur unterschritten wurde. Durch die Erfindung wird die Vergütung
auch solcher Werkstücke infolge der kurzen Transportwege ermöglicht.
-
Die Erfindung ist auch vorteilhaft, weil der nötige Temperaturausgleich
an der gesamten Werkstückoberfläche mit einfachen Mitteln erreicht werden kann.
Die Rüstzeiten, welche die Wirtschaftlichkeit einer Maschine wesentlich beeinträchtigen,
entfallen bei der erfindungsgemäßen Maschine vollkommen.
Ein weiterer
Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Arbeitsablauf vollautomatisiert werden
kann.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich an Hand des
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
-
F i g. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Härtemaschine
gemäß der Erfindung, wobei sich das Härtebecken in der Stellung unter dem Schachtofen
befindet; in F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Härtemaschine, teilweise
geschnitten, bei seitlich ausgefahrenem Härtebecken dargestellt; F i g. 3
zeigt einen Längsschnitt der Führung des Bodenschiebers sowie des Tisches der im
Härtebecken vorgesehenen Hubvorrichtung in angehobenem Zustand im Detail.
-
Die in F i g. 1 dargestellte Härtemaschine besteht aus einem
Schachtofen A mit einer Rauchgasumwälzeinrichtung B. Der Schachtofen
A ist oben durch einen beweglichen Ofendeckel D und unten durch einen
mehrteiligen Schieberboden C abgeschlossen. Das zu behandelnde Werkstück
1 ist im Inneren des Schachtofens angedeutet. Die, Rauchgasumwälzeinrichtung
besteht aus um den Schachtofen umlaufenden Kanälen, die durch Rohre miteinander
und mit dem Abgaskamin G verbunden sind. Die Rohre der Umwälzeinrichtung
können durch die Rauchgasschieber 2, 3 und 4 abgeschlossen werden. Zur Zwangsumwälzung
der Rauchgase ist ein Rauchgasumwälzer 8 vorgesehen.
-
Der am unteren Ende des Schachtofens angeordnete Schieberboden
C besteht aus mehreren Teilen, von denen jeder mittels eines Abrollwagens
10 in Führungsschienen 9 geführt ist.
-
Unmittelbar unter dem Schachtofen A ist das auf Rädern verfahrbare
Härtebecken E angeordnet, in welchem sich das Härtebad befindet. Innerhalb
des Härtebeckens E ist eine Hubvorrichtung vorgesehen, deren an der Seitenwand
des Härtebeckens geführter Hubtisch F in F i g. 1 in angehobenem Zustand
dargestellt ist. Auf dem Hubtisch sind mehrere Sockelteile 5 angeordnet auf
denen das Werkstück 1 ruht. Die Sockelteile 5 ragen bei angehobenem
Tisch F durch Aussparungen zwischen den einzelnen Teilen des Schieberbodens
C hindurch in das Innere des Schachtofens.
-
Der Schieberboden C besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel,
wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, aus drei Teilen, deren Bewegungsrichtungen
jeweils einen Winkel von 1200 miteinander einschließen. Jeder Schieberteil ist mittels
eines Hydraulikzylinders 7
betätigbar.
-
F i g. 2 zeigt ferner, daß das unter den Hüttenflur versenkte
Härtebecken E vorzugsweise in der Mitte zwischen zwei Teilen des Schieberbodens
C seitlich neben den Schachtofen A herausfahrbar ist. Der Tisch F
der im Härtebecken angeordneten Hubvorrichtung ist entsprechend der Dreiteilung
des Schieberbodens C mit drei Sockelteilen 5 versehen. Für den Antrieb
der Hubvorrichtung sind außerhalb des Härtebeckens E Hydraulikzylinder
7' in diesem angeordnet.
-
Aus der in F i g. 3 gezeigten Detaildarstellung des Hubtisches
in Verbindung mit dem Schieberboden geht weiter hervor, daß der Hubtisch F mit einem
Ablauf 11 versehen ist, durch den sich der Hubtisch in seiner oberen Endstellung
bei einem gasdichten Abschluß entleeren kann. Für den gasdichten Ab-
schluß
der einzelnen Teile des Schieberbodens C
gegen den Schachtofen A bzw.
gegen den Hubtisch F sind Dichtungen 6, 6' vorgesehen. Die Abdichtungen
6, 6' können entweder aus Dichtungsrinnen bestehen oder mittels Dichtungsschläuchen,
die mit einer Wasserkühlung versehen sind, erzielt werden. In der gleichen Weise
sind auch die einzelnen Teile des Schieberbodens C gegeneinander sowie gegen
die Sockelteile 5 des Hubtisches abgedichtet.
-
Zur Verschiebung jedes Teiles des Schieberbodens C
sind sowohl
an diesem selbst als auch fest angeordnete Führungsschienen 9 vorgesehen.
Beide Führungsschienen sind über einen Abrollwagen 10 miteinander verbunden.
-
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Härtemaschine ist folgende:
Bei ausgefahrenem Härtebecken E und angehobenem Hubtisch F wird das Werkstück
1 auf die Hubvorrichtung gestellt. Nachdem das Werkstück in das Härtebecken
abgesenkt wurde, fährt das Härtebecken mit dem Werkstück unter den SchachtofenA.
über eine Endschaltersteuerung öffnet sich nun der Schieberboden C, und die
Hubvorrichtung hebt das Werkstück in den SchachtofenA. In der Endstellung schließt
sich der Schieberboden C.
-
Damit ist der betriebsbereite Schachtofen chargiert und kann über
eine automatische Zündung oder von Hand aus in Betrieb genommen werden. Das
Werkstück 1 bleibt in der Zeit während des Wärmevorganges auf den temperaturbeständigen
Sockeln 5 der Hubvorrichtung stehen.
-
Der Schachtofen wird mittels üblicher, tangential angeordneter Brenner
beheizt und bis etwa 9001 C
mit der Rauchgasumwälzeinrichtung betrieben.
Dabei sind die Rauchgasschieber 2 und 4 geschlossen, und der Rauchgasschieber
3 ist geöffnet. Der Rauchgasumwälzer 8 arbeitet somit in einem geschlossenen
Kreislauf. Bei höheren Werkstücktemperaturen kann die Rauchgasumwälzeinrichtung
durch Schließen der beiden Rauchgasschieber 3 und 4 sowie öffnen des Rauchgasschiebers
2 ausgeschaltet werden. In diesem Fall ziehen die Rauchgase direkt über den Kamin
G
vom Schachtofenboden ab.
-
Mit Hilfe der Zwangsumwälzung irn geschlossenen Umwälzkreis erreicht
man auch bei einer Endtemperatur unter 6001 C eine Temperaturgleichmäßigkeit
von ± 5' C.
-
Nach Erreichen der vorgeschriebenen Endtemperatur öffnet sich der
Schieberboden C, und die Hubvorrichtung senkt das Werkstückl auf kürzestem
Wege und ohne Temperaturabfall in die Härteflüssigkeit ab. Nach diesem Ablauf fährt
das Härtebecken E
unter dem Schachtofen A heraus, und das Werkstück
ist nach einer entsprechenden Kühlzeit ziehbereit.
-
Um den im Schachtofen entstandenen Dampf zu entfernen, öffnet sich
der OfendeckelD kurz bevor der Bodenschieber schließt. Hierauf wird der Schachtofen
geschlossen, und die Härtemaschine ist für ein neues Werkstück einsatzbereit.
-
Die erfindungsgemäße Härternaschine kann mit einer vollautomatischen
Steuerung ausgerüstet werden, wobei die zur Betätigung der einzelnen Teile dienenden
Hydraulikzylinder mittels Endschalter und Steuerrelais in der entsprechenden Reihenfolge
nacheinander gesteuert werden. Damit genügt ein Mann für die Bedienung der gesamten
Anlage. Die Härtemaschine kann gleichzeitig auch zum Anlassen der Werkstücke verwendet
werden.
Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Vor allem muß die Maschine im Grundriß nicht kreisrund
sein, sie kann auch eine rechteckige oder viereckige Form haben, wobei die Teilung
des Schieberbodens dieser Form entsprechend angepaßt ist. Mit I-Elfe einer geeigneten
Schutzabdeckung kann die Maschine auch für die ölbadhärtung eingerichtet sein und
damit alle Anforderungen einer Härterei erfüllen.