DE1408969B2 - Vorrichtung und verfahren zum abschrecken von langen erwaermten metallstuecken - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein steuern, wobei diese Steuereinrichtungen an jedes

Verfahren zum Abschrecken von langen, erwärmten einzelne unterschiedliche Werkstück angepaßt wer-

Metallstücken mit ebenen Oberflächen, insbesondere den müssen. Außerdem ergibt sich bei langgestreck-

von U-Trägern aus Stahl, die aus einem Rahmen ten Gegenständen die Schwierigkeit, daß das Versowie mindestens einer dem Werkstück angepaßten 5 werfen nicht nur in einer, wie bei Tellerzahnrädern

und zur Patrize ausdehnbaren Matrize besteht, die in radialer Richtung, sondern sowohl als Biegever-

das Werkstück halten und denen unter Druck formung des langgestreckten Gegenstandes als auch

Abschreckflüssigkeit zugeführt wird. einer Drehverformung des langgestreckten Gegen-

Beim Abschrecken, z. B. zum Härten nach dem Standes in Richtungen des Querschnittes erfolgt,
sogenannten Tauchverfahren, wobei das Abschreck- io Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgut in einem Ölbad hin- und hergeschwenkt bzw. gäbe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abauf und ab bewegt oder eingetaucht und wieder her- schrecken eines langgestreckten Metallgegenstandes ausgehoben wird, ist es bereits bekannt, den abzu- zu schaffen, bei dem einerseits der Gegenstand schreckenden Gegenstand unter Druck in Paßformen ständig während des ganzen Abschreckvorganges festzuhalten, um dadurch die Auswirkung des beim 15 vorgespannt ist und dadurch komplizierte Steuer-Abschrecken auftretenden Verzuges zu verhindern. einrichtungen entfallen können, während andererseits Diese Maßnahme ist zwar an sich vorteilhaft, doch der Gegenstand sich in Abhängigkeit von seiner thermacht sich noch immer ein Verzug bemerkbar. Dies mischen Formänderung beim Abschrecken bewegen erklärt sich dadurch, daß bei den bekannten Tauch- kann, ohne daß dadurch wesentliche Spannungen im verfahren ein ungleichmäßiges Abkühlen des Ab- 20 Gegenstand erzeugt werden. Dies wird gemäß der schreckgutes eintritt, und zwar dadurch, daß das Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs er-Abschreckmedium, z. B. öl infolge der Totpunkt- wähnten Art dadurch erreicht, daß die Matrize und lagen des auf und nieder oder hin- und herbewegten die Patrize in bezug auf den Rahmen durch Stangen, Abschreckgutes ungleichmäßige Temperaturen an- Tragböcke, Rollen, Schienen sowie eine Hebel- und nimmt und an glatten Flächen des Härtegutes weniger 25 Plattenanordnung eine Längsbewegung durchführen abgeschreckt wird als an rauhen Flächen, die dem- und der Schrumpf- und Ausdehnungsbewegung des gemäß leichter verkrusten, wodurch eine Isolier- Werkstückes wahrend des Abschreckens folgen schicht entsteht und die Wärme des Härtegutes an können. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung den verschiedenen Stellen ungleichmäßig an die wird also die Spanneinrichtung für den langgestreck-Kühlflüssigkeit abgegeben wird. 30 ten Gegenstand in mehrere einzelne Spanneinrich-

Das Problem des Verziehens tritt insbesondere tungen unterteilt, die in Längsrichtung des Gegenauch bei langgestreckten Gegenständen auf, wobei Standes gegeneinander beweglich sind, während bei diesen langgestreckten Gegenständen auch bei andererseits eine Bewegung in den Richtungen des vollständiger Einspannung des Gegenstandes, die im Querschnitts durch die entsprechend gegen die wesentlichen infolge der Thermischen Formänderung 35 Patrize ausdehnbare Matrize aufgenommen werden beim Abschrecken auftretenden Spannungen nach können, ohne daß dadurch die Einspannung des dem Aufheben der Einspannung zu einem Verwerfen Werkstückes sowohl in Längsrichtung als auch in des langgestreckten Gegenstandes führt. Es mußten Querschnittsrichtung unterbrochen wird,
daher bisher diese langgestreckten Gegenstände, z. B. Vorzugsweise weist jede Matrize wenigstens eine U-Träger für Lastkraftwagenanhänger, wie Sattel- 40 bewegliche Seitenwand auf und jede Patrize wenighänger, mit Längen bis zu 15 m nach einer Wärme- stens eine bewegliche Seitenwand und jede Patrize behandlung und einer anschließenden Abschreckung in Längsrichtung so geteilt ist, daß sie die Bewegung zur Erzielung der notwendigen Zugfestigkeit und der Seitenwand der Matrize in Abhängigkeit von Härte von Hand oder maschinell nachgerichtet thermischen Querschnittsänderungen des Werkwerden. 45 Stückes folgen kann, wobei die Bewegung der Seiten-

Um diese durch das feste Einspannen während des wand jeder Matrize durch einen Antrieb und jede

Abschreckens auftretenden Schrumpfspannungen im Patrize durch einen weiteren Antrieb in Klemmrich-

Werkstück zu vermeiden, ist zum Härten eines Teller- tung auf das Werkstück zu vorgespannt ist.

Zahnrades od. dgl. durch Abschrecken bereits vor- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abschrecken

geschlagen worden, den von den Klemmbacken auf so von langen, erwärmten Metallwerkstücken mit ebenen

das Werkstück in Achsrichtung ausgeübten Klemm- Oberflächen, insbesondere von U-Trägern aus Stahl,

druck für das Einspannen während seiner Abkühlung wobei das Werkstück während wenigstens des Ab-

durch das Abschreckmittel alternierend zu lösen und Schreckvorganges mit im wesentlichen ihrer ganzen

wieder auszuüben. Das hat die Wirkung, daß sich Oberfläche eingespannt ist, um ein Verziehen des

das Werkstück beim jedesmaligen Lösen des Klemm- 55 Werkstückes zu verhindern, ist dadurch gekenn-

druckes unter der durch die Abkühlung bewirkten zeichnet, daß das Werkstück zum Ausgleich von

Spannung verformt. Infolgedessen ist das Werkstück thermischen Formänderungen nachgiebig einge-

beim Wiederausüben des Klemmdruckes von der spannt ist.

Spannung befreit. Dabei wird zweckmäßig das Lösen Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsund das Wiederausüben während der Abkühlung des 60 beispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Werkstückes durch das Abschreckmittel wiederholt, In den Zeichnungen ist
so daß das Tellerzahnrad während der Abschreckung F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,
mehrere Male entspannt wird. Auf diese Weise kann F i g. 2 eine Seitenansicht der Abschreckvorrichdem Härteverzug für das vorgeschlagene Verfahren tung mit eingelegtem U-Träger,
am besten vorgebeugt werden. 65 F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines

Dieses bekannte Verfahren erfordert aber relativ U-Trägers,

komplizierte Steuereinrichtungen, um das Lösen und F i g. 4 teilweise im Schnitt eine Vorderansicht der

Wiederausüben des Klemmdruckes entsprechend zu Vorrichtung,

F i g. 5 einen vergrößerten Querschnitt, der eine Formanordnung mit einem eingelegten U-Träger zeigt,

F i g. 6 ein Vertikalschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5, F i g. 7 ein Schnitt entlang der Linie 7-7 in F i g. 4,

F i g. 8 eine vergrößerte Vorderansicht der Patrizen mit warmem U-Träger,

F i g. 9 eine vergrößerte Vorderansicht der Patrizen mit abgeschrecktem U-Träger,

F i g. 10 ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie 10-10 in Fig. 2,

Fig. 11 eine Draufsicht, die den Tandem-Zylinder-Antrieb für die bewegliche Seitenwand der Matrize zeigt,

Fig. 12 eine vergrößerte Vorderansicht, die die Einstellehren für die Matrize zeigt, und

F i g. 13 eine Stirnansicht des in F i g. 12 gezeigten Aufbaues.

Die Vorrichtung dieser Erfindung hat eine Reihe von Abschreckeinheiten 1, die von einem Fundament 2 getragen werden. Wenn die Vorrichtung zum Abschrecken von Längsträgern von Anhängern verwendet wird, kann sie aus etwa 16 bis 18 Formabschreckeinheiten 1 bestehen. Eine Grube 3 in dem Fundament 2 unter den Abschreckeinheiten 1 nimmt die Abschreckflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, auf. Zwei Schultern 4 sind entlang des oberen Endes der Grube 3 angeordnet und tragen ein Paar Längsträger 5. Auf den Trägern 5 sind Querträger 6 abgestützt, die ein zweites Paar Längsträger 7 tragen. Die Träger 7 tragen eine Reihe vertikaler C-Rahmen 8, die in gleichmäßigen Abständen entlang der Träger 7 angeordnet sind. Die C-Rahmen 8 sind an ihrer Oberseite durch ein drittes Paar Längsträger 9 miteinander verbunden.

Im unteren horizontalen Teil an jedem C-Rahmen 8 sind zwei Stangen 10 befestigt, deren jede zwei Tragböcke 11 und 12 trägt. Die Tragböcke 11 sind gabelförmig und können Rollen 13 tragen, während das obere Ende eines jeden Tragbockes 12 von der Stirnseite her gesehen keilförmig ist und ein Paar Rollen 14 trägt. Jede Rolle 14 rotiert um eine diagonale Achse, und jedes Paar der Rollen 14 kann auf einer keilförmigen Schiene 15 laufen, während die Rollen 13 auf einer flachen Schiene 16 laufen. Beide Schienen 15 und 16 sind auf der Unterfiäche einss. beweglichen Formschuhs 17 befestigt.

Eine Matrize 18, die einen U-Träger 19, der abgeschreckt werden soll, aufnehmen kann, wird von dem Formschuh 17 getragen. Ein Unterteil 20 der Matrize 18 ist mit Hilfe von Bolzen an einem Druckstück 21 befestigt, das in einer Aussparung in dem Formschuh 17 untergebracht ist. Die Matrize 18 hat außerdem eine feste Seitenwand 22, die mit Hilfe von Bolzen an dem Formschuh 17 befestigt ist und eine bewegliche Seitenwand 23, die seitwärts in Richtung auf die feste Seitenwand 22 zu und von ihr weg bewegt werden kann. Die Innenfläche 24 des Unterteils 20, die Innenfläche 25 der festen Seitenwand 22 und die Innenfläche 26 der beweglichen Seitenwand 23 sind von einem Netz von Kanülen 27 durchzogen, die den Formoberflächen ein waffelartiges Aussehen geben.

Das äußere Ende der beweglichen Seitenwand 23 ist durch eine Klammer 29 an einer Platte 28 befestigt, die in Richtung auf die feste Seitenwand 22 der Matrize 18 zweistufig durch eine hydraulische Vorrichtung bewegt werden kann, die aus einem festen Zylinder 30 und einem beweglichen Zylinder 31 besteht. Der äußere Kopf 32 des festen Zylinders 30 trägt eine Stange 33, die in eine Bohrung in einer Kugel 34 eingeschraubt ist, die in einer Pfanne 35 liegt. Ferner sind ein Paar Büchsen 36 auf einer Platte 37 auf gegenüberliegenden Seiten der Pfanne befestigt. Die Platte 37 ist mit einem nach unten gerichteten Flansch 38 versehen, der mit der Seitenkante des Fonnschuhs 16 durch Bolzen verbunden ist. Der feste Zylinder 30 wird ebenfalls durch ein Paar in Abstand voneinander angeordneten Führungsschienen 39, die auf der Oberfläche der Platte 37 befestigt sind, getragen.

Zwei Kolben 40 sind auf einer Kolbenstange 41 befestigt und gleiten im Zylinder 30. Das Ende der Kolbenstange 41 ist in einer Bohrung in dem äußersten Ende der Kolbenstange 42, während die Stange 42 ein Paar Kolben 43 trägt, die im beweglichen Zylinder 31 gleiten. Eine Mutter 44 ist auf das herausragende Ende 41 geschraubt und bildet eine Einstellung für die gesamte Länge der Kolbenstangen.

Das vordere Ende des Zylinders 31 trägt ein Gabelgelenk 45, das eine Kugel 46 eingabelt und an ihr durch einen vertikalen Stift 47 befestigt ist. Die Kugel 46 hat eine Pfanne 48 im Mittelteil des Kopfes 19, der sich parallel zu der Platte 28 erstreckt. Jedes Ende des Kopfes 49 ist gabelförmig, wie bei 50 angezeigt, und zwischen der hinteren Fläche der Platte 28 und einer nach oben stehenden Platte 51, die durch den Flansch 52 mit der Platte 28 verbunden ist, angeordnet. Mit diesem Aufbau bewegen sich sowohl die Platte 28 als auch die bewegliche Seitenwand 23 der Matrize mit dem Kopf 49.

Der Kopf 49 wird bei der Mn und her gehenden Bewegung auf die feste Seitenwand 22 zu und von ihr weg durch ein Paar Führungsstangen 53 geführt, die in den gabelförmigen Enden 50 des Kopfes durch Stifte 54 befestigt sind. Die äußeren Enden der Führungsstangen 53 sind in Büchsen 36 gelagert. Die Mittelteile der Führungsstangen 53 werden von einem zweiten Paar Büchsen 55 verschiebbar getragen.

Zur Betätigung des Kopfes 49 wird eine hydraulische Flüssigkeit durch die Leitungen 56 und 57 dem Zylinder 30 wahlweise zugeführt. Um einen zweiten Abschnitt der Bewegung des Kopfes 49 zu schaffen, wird eine hydraulische Flüssigkeit durch die Leitungen 58 und 59 dem Zylinder 31 wahlweise zugeführt.

Zu Beginn des Arbeitsvorganges befindet sich die bewegliche Seitenwand 23 in der rückwärtigen Stellung und der U-Träger 19 liegt auf dem Unterteil 20 der Form. Durch Einführen einer Flüssigkeit in den Zylinder 30 durch die Leitung 57 wird der Kopf nach innen bewegt, um die Seitenwand 23 mit der äußeren Oberfläche des Flansches des U-Trägers in Berührung zu bringen. Während des Abschreckens wird eine Flüssigkeit durch Leitung 58 in den Zylinder 31 eingeführt, um die Seitenwand 23 fortgesetzt gegen den Flansch zu drücken und jede seitliche Schrumpfbewegung des U-Trägers mitzumachen.

Während des Abschreckvorganges schrumpft der U-Träger 19 auch in Längsrichtung, und da der Unterteil 20 und die Seitenwände 22 und 23 der Matrize mit dem Formschuh 17 verbunden sind, der auf Rollen 13 und 14 gleitet, bewegen sich die Formabschnitte mit dem U-Träger während des Schrumpfens.

Die Drehbefestigung des Zylinders 30 an der Platte 37 und die Drehverbindung zwischen dem Zylinder 31 und dem Kopf 49 dienen dazu, alle axialen Bewegungen zwischen der Tandem-Zylinder-Einheit und den Führungsstangen 53 auszugleichen.

Die Gewindeverbindung zwischen der Stange 33 und der Kugel 34 dient der Einstellung für den Abstand zwischen der festen Seitenwand 22 und der beweglichen Seitenwand 23, wenn sich die Seitenwand 23 in der geschlossenen Stellung befindet. Dadurch, daß die Stange 33 in die Kugel 34 eingeschraubt ist, bewegt sich der Zylinder 30 auf den Führungsschienen 39, um die Größe der Aussparung der Matrize, die durch die Breite des abzuschreckenden U-Trägers bestimmt wird, zu verändern.

Eine Anzahl senkrechter Pfosten 60 erstreckt sich vom Boden bis in gleiche Höhe gerade vor den C-Rahmen 8. Die Pfosten 80 tragen einen I-Träger 61, der sich über die gesamte Länge der Reihe von Abschreckeinheiten 1 erstreckt. Eine Vielzahl von Einstellehren 62 ist an der Unterseite des I-Trägers 61 in Abständen über die Länge befestigt, wobei für jede Abschreckeinheit 1 eine Einstellehre 62 vorhanden ist.

Jede Einstellehre 62 ist unter dem I-Träger 61 angeordnet und wird mit Hilfe eines Lehren-Tragbockes 63, der mit dem I-Träger verschweißt ist, getragen.

Der Lehren-Tragbock 63 weist einen Durchgang auf, der ein Ende der Lehrenstange 64 gleitend aufnehmen kann. Eine Mutter 65 und eine Gegenmutter 66 sind auf das Ende der Lehrenstange aufgeschraubt. Das andere Ende der Lehrenstange 64 ist mit einem. Formschuhbock 61 verschraubt, welcher seinerseits am Formschuh 17 befestigt ist. Eine Lehre 68 ist drehbar mit dem unteren Ende des Bockes 63 durch den Bolzen 69 verbunden und kann frei schwenken. Die Lehre 68 weist ein Maul 70 in ihrem freien Ende auf, um an einen Abschnitt der Lehrenstange 64 zwischen dem Lehrentragbock 64 und der Mutter 65 anzugreifen. Ein Paar Schraubenfedern 71 sind mittels Federtellern 72 hintereinander auf der Lehrenstange 64 zwischen dem Formschuhbock 67 und dem Lehrentragbock 63 befestigt. Die Federn dienen dazu, die Stange 64 und den Formschuh 17 nach links (in Fig. 12) zu drücken und dadurch die Mutter65 gegen den Tragbock 63 vorzuspannen.

Die Breite der Lehre 68 ist gleich dem errechneten Weg, den jeder einzelne Formschuh 17 auf Grund des Schrumpfens bewegt werden muß, und vor dem Abschrecken wird jede Lehre 68 nach oben geschwenkt, so daß ihr Maul 70 an einen Abschnitt der Lehrenstange 64 zwischen dem Lehrentragbock und der Mutter 65, der gleich der Weite der Lehre 68 ist, angreift. Die Mutter 65 ist auf die Lehrenstange 64 aufgeschraubt, so daß sie an die Seitenoberfläche der Lehre 68 anliegt und sich in einem Abstand, der gleich der Weite der Lehre 68 ist, von dem Lehrentragbock 63 befindet. Die Gegenmutter 64 wird dann gegen die Mutter 65 festgezogen und die Lehre nach unten von der Lehrenstange 64 fortgedreht. Die Spiralfedern 71 drücken dann den Formschuh 17 nach links und spannen dadurch die Mutter 65 gegen den Tragbock 63 vor.

Die Schraubenfedern bewegen nach der Lehreneinstellung die Formschuhe 17 in ihre ausgedehnten Stellungen, um den warmen U-Träger 19 aufzunehmen. Die Formschuhe 17 folgen dann dem Schrumpfen des U-Trägers in die Abmessungen im abgeschreckten Zustand.

Eine Patrize 73 kann mit der Matrize 18 zusammenarbeiten und ist oberhalb der Matrize gleitend angeordnet, so daß sie in die Matrize hinein und aus dieser heraus bewegt werden kann. Die Patrize 73 besteht aus zwei ähnlichen Patrizenteilen 74 und 75 mit seitlichen Flächen 76 und Bodenflächen 77, die den waffelartigen Oberflächen 24, 25 und 26 der Matrize gegenüberliegen, wenn die Patrize in der Matrize ruht. Die Flächen 76 und 77 der Patrizenteile 74 und 75 werden ebenfalls von einem Netz von Kanälen 78 durchzogen, die ähnlich den Kanälen 27 auf den Oberflächen der Matrize sind und den Oberflächen 76 und 77 der Patrizenteile ebenfalls ein waft'elartiges Aussehen geben.

Die Abschnitte 74 und 75 weisen schwalbenschwanzförmige Mittelflächen 79 auf, um eine seitliche Ausdehnung und Zusammenziehung zu ermöglichen, und jeder Patrizenteil ist gleitend mit einem gemeinsamen Keil 80 durch zwei Stifte 81, die sich nach innen von Ansätzen 82 an den Enden der Formabschnitte erstrecken, verbunden. Die Stifte 81 werden gleitend in etwas größeren diagonalen Schlitzen 83 in den Enden des Keiles 80 aufgenommen. Die Achsen der Schlitze 83 bilden in ihrer Verlängerung ein V. Wenn über den Keil 80 Druck auf die Formteile 74 und 75 ausgeübt wird, dehnt er diese seitlich aus und drückt dadurch die seitlichen Flächen 76 in Berührung mit den Innenflächen der Flansche des U-Trägers 19.

Jeder Keil 80 weist ein Paar Augen 84 an der Oberfläche auf, deren jedes mit einem Gelenk 85 verbunden ist, das wiederum drehbar mit einem Gelenk 86 verbunden ist. Das Gelenk 86 hat einen keilförmigen Kopf 87, der in einer Keilnut 88 in dem Boden einer Platte 89 aufgenommen werden kann, die oberhalb und im allgemeinen parallel zur Patrize 73 angeordnet ist. Ein Paar Schrumpfhebel 90 und 91 sind an einem Ende an Knäufen 92 an der oberen Fläche der Platte 89 angelenkt, und das andere Ende eines jeden Schrumpfhebels liegt drehbar an einem Knauf 93 an einer beweglichen Stoßplatte 94. Mit dieser Konstruktion können sich die Schrumpfhebel 90 und 91 frei in einem Bogen in einer vertikalen Ebene entlang der Achse der Reihe von Formabschreckeinheiten drehen.

Um die Stoßplatte bei einer vertikalen Bewegung zu führen, weist sie an beiden Seiten abgeschrägte Kanten 95 auf, die in einer V-förmigen Nut 96 zwischen dem Flansch 97 an dem C-Rahmen 8 und dem damit verbundenen Keil 98 liegen.

Die Drehverbindung des Schrumpfhebels 91 mit der Stoßplatte 94 ermöglicht es der Patrize 73, sich in Längsrichtung zu bewegen und dem Schrumpfen des U-Trägers während des Abschreckens zu folgen. Jede Patrize ist in Längsrichtung nach außen aus einer senkrecht hängenden Stellung zu Beginn eines Abschreckvorganges durch eine Schraubenfeder 99 vorgespannt.

Einer der Schrumpfhebel 91 weist eine Aussparung 100 auf, um ein Ende der Feder 99 aufzunehmen, und das andere Ende der Schraubenfeder 99 ist in einer Aussparung in dem Kopf 101 eines Stiftes 102 untergebracht, der in eine Öffnung in einem Ansatz an der Stoßplatte 94 eingeschraubt ist.

Wie F i g. 8 zeigt, drückt die Schraubenfeder den Schrumpfhebel 91 und infolgedessen die Patrize 73

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aus der senkrecht hängenden Stellung unter der wodurch die Stoßplatte 94 und die Patrize 73 sich

Stoßplatte 94. Fig. 8 zeigt die Formabschreckein- in die Matrize bewegen. Wenn der hydraulische

heiten 1 zu beiden Seiten einer Mittellinie der Ma- Druck verringert wird, betätigt das Gegengewicht

schine. Dementsprechend ist der Schrumpfhebel auf 113 den Hebelarm 110 und bewirkt, daß die Stoß-

der linken Seite der F i g. 8 normalerweise nach links 5 platte 94 und die Patrize sich von der Matrize fort-

außen vorgespannt, während der Schrumpfhebel 91 bewegen und die Kolbenstange 117 in ihre ursprüng-

auf der rechten Seite der F i g. 8 normalerweise nach liehe Stellung zurückstoßen.

rechts außen vorgespannt ist, wodurch beiden Ein- Nach dem Abschrecken wird eine Auswerfvor-

heiten ermöglicht wird, sich während des Schrump- richtung betätigt, um den U-Träger aus der Matrize

fens des U-Trägers in Richtung auf die Mittellinie io zu entfernen. Dazu haben mehrere der Unterteile 20

der Maschine zu bewegen. Alle Schrumpfhebel einer der Matrizen 18 und ihre entsprechenden Form-

jeden folgenden Einheit von der Mittellinie zu den schuhe 17 vertikale Öffnungen 120, deren jede einen

Enden der Maschine sind nach außen fort von der Auswerf stempel 121 aufnimmt, der mit einem Ende

Mittellinie vorgespannt. eines Auswerfhebels 123 in Verbindung steht. Das

Die Formen der Reihe sind im Abstand zueinander 15 andere Ende des Auswerfhebels ist mit einer Ausangeordnet, um zu ermöglichen, daß jede Form dem werf antriebswelle 124, die sich über die Länge der U-Träger folgt, ohne durch die benachbarte Form- Reihe von Formabschreckeinheiten 1 erstreckt, vereinheit behindert zu werden. Die Schwingung nach keilt. Die Auswerfantriebswelle 124 ist am unteren außen oder die Verschiebung der Schrumpfhebel 91 Vorderteil eines jeden C-Rahmens 8 mit Hilfe eines werden durch eine Lehrenstange 104 begrenzt, die 20 Bockes 125 befestigt. Wenn die Auswerfantriebswelle an einem der Schrumpfhebel 91 nahe seinem unteren 124 durch eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) Ende befestigt ist. Die Lehrenstange 104 ist an ihrem gedreht wird, werden die Auswerfstempel 121 geanderen Ende gleitend mit einer Lehrenstangen- meinsam gegen die entsprechenden Matrizenunterteile stütze 105 verbunden, die an der Stoßplatte 104 be- 20 angehoben oder gesenkt. Die Auswerf stempel 121 festigt ist. Eine einstellbare Lehrenmutter 106 ist auf 25 dienen sowohl zum Be- als auch zum Entladen der das Ende der Lehrenstange 104 aufgeschraubt und Formabschreckmaschine.

begrenzt den Bogen, durch den die schwingenden Jeder Formabschnitt 74 und 75 der Patrize und

Hebel 91 durch die Feder 99 verschoben werden. die Seitenwände 22 und 23 der Matrize weisen

Eine Lehre 107 ist an einem Lehrenbock 108 an Mittelkammern 126 auf, die das Kühlwasser auf-

der Platte 28 angelenkt und kann zwischen die 30 nehmen können. Das Wasser wird durch die Öffnun-

Lehrenstangenstütze 105 und die einstellbare Lehren- gen 127 in den Oberflächen 24 und 25 der Matrize

mutter 106 eingeführt werden, um die Anfangs- und ebenfalls durch die Öffnungen 128 in den ent-

grenzen des Bogens, durch den sich die Schrumpf- sprechenden Oberflächen der Patrize herausge-

hebel 91 und die Patrize 73 während des Ab- lassen.

Schreckens des U-Trägers 19 bewegen, festzusetzen. 35 Jeder Patrizenteil 74 und 75 weist eine Einlaß-

Die Breite der Lehre 107 einer jeden Abschreck- öffnung 129 auf, der mit der entsprechenden Kammer

einheit kann in Abhängigkeit von der Anfangsver- 126, durch die eine Vielzahl von Auslaßdurchgängen

Schiebung, die für jede Patrize 73 erforderlich ist, 130 in dem Keil 80 das Wasser erhalten, in Verbin-

variieren. Normalerweise haben die Lehren 107 eine dung steht. Der Keil 80 erhält das Wasser von einer

zunehmend größer werdende Breite in Richtung von 40 Vielzahl kurzer Schläuche 131, die in die Durch-

der Mittellinie zu den Enden der Maschine, da das gänge 132 in dem Keil eingeschraubt sind. Die Ein-

Gesamtmaß des Schrumpfens des U-Trägers von der laßöffnungen 132 stehen mit einem Mitteldurchgang

Mitte nach den Enden zu größer wird. 133 in Verbindung, der wiederum mit den Auslaß-

Die Stoßplatten 94 sind jede durch ein Paar ein- durchgängen 130 verbunden ist. Die oberen Enden

stellbarer Bindeglieder 109 aufgehängt, die das obere 45 der Schläuche 131 sind mit einem Paar ähnlicher,

Ende der Stoßplatte 94 mit dem einen Ende eines starrer Rohrverzweigungen 134 verbunden, wobei

großen gabelförmigen Hebelarms 110, der drehbar eine Rohrverzweigung auf der Vorderseite und die

an einem Bock 111 befestigt ist, verbinden. Der Bock andere auf der Rückseite der Stoßplatte 94 befestigt

111 ist auf den beiden Trägern 19 befestigt. Ein Seil ist. Die Rohrverzweigungen 134 sind beide mit

112 ist an dem anderen Ende des Hebelarms 110 5° Schläuchen 135 verbunden, die mit ihren anderen befestigt, und das Seil ist ebenfalls mit einem Gegen- Enden mit einer großen, starren Rohrverzweigung gewicht 113 verbunden, um das Gewicht der Stoß- 136, die auf der Rückseite der C-Rahmen 8 angeplatte 94 und der Patrize 73 auszugleichen. Eine ordnet ist, in Verbindung stehen. Die Rohrverzweilange ununterbrochene Ausgleichswelle 114 geht gung 136 ist durch ein Rohr 137 mit der Pumpe 138, durch jeden Hebelarm 110 und verbindet sie mit- 55 die das Wasser unter Druck durch das Rohr 139 einander, so daß sie sich zusammen bewegen. aus der Grube 3 nach oben pumpt, verbunden.

Die Stoßplatte 94 wird mit Hilfe einer hydrau- Die Formoberfläche des Unterteils 20 der Matrize 18 lischen Antriebsvorrichtung 115, die auf einem Paar wird durch die Wassereinlaßöffnungen 127, die mit Böcken 116 aufgebaut ist, welche ebenfalls an den den Auslaßöffnungen 140 in dem Formschuh 17 in Trägern 9 auf dem C-Rahmen 8 befestigt sind, in 60 einer Reihe liegen, mit Wasser versorgt. Der Formden Keilen 98 nach oben und nach unten bewegt. schuh 17 weist eine Mittelkammer 141 auf, die eine Das obere Ende der Stoßplatte 94 ist mit einer Wassereinlaßöffnung 142 hat. Diese Wassereinlaß-Kolbenstange 117 verbunden, die sich nach unten öffnung ist mit einem Schlauch 143 verbunden, der aus einem Zylinder 118 der Antriebsvorrichtung 115 sich nach unten um die unteren Teile des C-Raherstreckt. Von einem zentralen hydraulischen System 65 mens 8 zur Rohrverzweigung 136, wie oben beschriewird durch die Leitungen 119 eine hydraulische ben, erstreckt.

Flüssigkeit zu jedem Zylinder 118 geleitet, um die Die Kammer 126 der festen Seitenwand 22 der Ma-

lange Kolbenstange 117 nach unten zu bewegen, trize 18 wird mit Hilfe eines Durchganges 144, der

die Kammer 126 und die Kammer 141 des Formschuhs miteinander verbindet, mit Wasser versorgt. Hinzu kommt, daß ein Schlauch 145 die Rohrverzweigung 136 mit einem Durchgang 146 in der beweglichen Seitenwand 23 verbindet; der Durchgang 146 dient als Wasserleitung zu der Kammer 126 in der beweglichen Seitenwand.

Im Betrieb wird ein rotglühender U-Träger 19 mit dem Steg nach unten auf die Auswerfstempel 121 gelegt. Die Stempel 121 werden dann in den Unterteil 20 der Matrizen 18 abgesenkt und legen den U-Träger 19 auf den Unterteilen ab. Die beweglichen Seitenwände 23 werden dann gegen die Seite des warmen U-Trägers 19 bewegt, um den U-Träger in der Matrize festzuklemmen und gleichzeitig im warmen Zustand geradezurichten. Die Tandem-Zylinder-Vorrichtung kann die seitliche Bewegung der beweglichen Seitenwand 23 bei ihrer anfänglichen klemmenden Bewegung begrenzen, um ein Verformen des warmen U-Trägers zu verhindern. Unmittelbar nach dem Geraderichten des U-Trägers in warmem Zustand wird die Patrize 73 nach unten bis an die Innenflächen des U-Trägers 19 bewegt. Wenn die Patrize sich in den U-Träger bewegt, verursacht der Widerstand des Stegteiles, daß sich die Patrize seitlieh ausdehnt, so daß ihre waffelartigen Oberflächen 76 die inneren Oberflächen der Flansche des U-Trägers berühren.

Nachdem die Patrize 73 im U-Träger angeordnet ist, wird die bewegliche Seitenwand 23 weiter nach innen zu bewegt. Sobald der U-Träger fest an allen Oberflächen eingeklemmt ist, wird gleichzeitig Abschreckwasser unter Druck durch alle Abschreckeinheiten gepumpt. Die Patrizen 73 und die Matrizen 18 können, wie oben beschrieben, dem schrumpfenden U-Träger in seine Abmessungen im kalten Zustand folgen. Hinzu kommt, daß der in dem Zylinder 31 wirksame Flüssigkeitsdruck die bewegliche Seitenwand 23 einer seitlichen Schrumpfung des U-Trägers nachführt.

Nach dem Abschrecken wird die Patrize 73 angehoben und die bewegliche Seitenwand 23 zurückgezogen. Die Auswerfstempel 121 werden dann nach oben gegen den U-Träger bewegt, um den U-Träger aus der Matrize 18 zu entfernen.

Es wurde gefunden, daß sich das Verfahren dieser Erfindung besonders zum Abschrecken eines schwach legierten Manganstahles eignet. Die chemische Zusammensetzung dieses Stahls ist etwa die folgende:

50

C 0,22 bis 0,30 «/0

Mn 1,0 bis 1,35 «/0

P 0,05 °/o Höchstwert

S 0,04% Höchstwert

Fe Rest

Vor dem Erwärmen auf 780 bis 950° C und Abschrecken mit Wasser hat dieser Stahl etwa die folgenden physikalischen Mindesteigenschaften:

Zugfestigkeit 54,84 kg/mm²

Streckgrenze 31,64 kg/mm²

Dehnung je 50 mm 30%

Nach der Formabschreckung hatte eine Probe des abgeschreckten Stahles etwa die folgenden physikalischen Mindesteigenschaften:

Zugfestigkeit 119,53 kg/mm²

Streckgrenze 105,46 kg/mm²

Dehnung je 50 mm 10%

Der Stahl wurde dann bei etwa 480° C angelassen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abschrecken von langen, erwärmten Metallstücken mit ebenen Oberflächen, insbesondere von U-Trägern aus Stahl, die aus einem Rahmen sowie mindestens einer aus dem Werkstück angepaßten und zur Patrize ausdehnbaren Matrize besteht, die das Werkstück halten und denen unter Druck Abschreckflüssigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (18) und die Patrize (73) in bezug auf den Rahmen (8) durch Stangen (10), Tragböcke (11, 12), Rollen (13, 14), Schienen (15,16) sowie eine Hebel- und Plattenanordnung (91 bis 94) eine Längsbewegung durchführen und der Schumpf- und Ausdehnbewegung des Werkstückes während des Abschreckens folgen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (18) wenigstens eine bewegliche Seitenwand (23) aufweist und jede Patrize (73) in Längsrichtung so geteilt ist, daß die die Bewegung der Seitenwand (23) der Matrize in Abhängigkeit von thermischen Querschnittsänderungen des Werkstückes folgen kann, wobei die Bewegung der Seitenwand (23) jeder Matrize (18) durch einen Antrieb (40 bis 59) und jede Patrize (73) durch einen weiteren Antrieb (115) in Klemmrichtung auf das Werkstück (19) zu vorgespannt ist.

3. Verfahren zum Abschrecken von langen, erwärmten Metallwerkstücken mit ebenen Oberflächen, insbesondere von U-Trägern aus Stahl, unter Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei das Werkstück während wenigstens des Abschreckvorganges mit im wesentlichen ihrer ganzen Oberfläche eingespannt ist, um ein Verziehen des Werkstückes zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück zum Ausgleich von thermischen Formänderungen nachgiebig eingespannt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen