DE1911277C3

DE1911277C3 - Vorrichtung zum Härten der Zähne und Zahnfüße von Kreissägeblättern

Info

Publication number: DE1911277C3
Application number: DE1911277A
Authority: DE
Inventors: Edward Harold Oil City Dehn; Fernand Joseph Monrowvill Dewez
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1968-03-07
Filing date: 1969-03-05
Publication date: 1979-05-17
Also published as: GB1261927A; DE1911277B2; DE1911277A1; FR2003432A1; CA933071A; US3592703A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs.

Bekannt sind Vorrichtungen zum Härten von sich drehenden Rundkörpern (GB-PS 701 795), bei welchen der Rundkörper mittels einer stationären, an einer Seite einwirkenden Induktionsheizvorrichtung erhitzt und abschließend abgeschreckt wird. Dabei sind Mittel vorgesehen, um die erhitzten und abgeschreckten Bereiche gegenüber erneuter Erwärmung durch die Induktionsheizvorrichtung abzuschirmen, wenn sich diese Bereiche wiederum der Induktionsheizvorrichtung nähern. Die Induktionsheizvorrichtung erstreckt sich über einer Seite des drehbaren Rundkörpers, weshalb der Rundkörper nach Behandlung einer Seite umgedreht und auf der gegenüberliegenden Seite in entsprechender Weise erhitzt und abgeschreckt werden muß. Bei verhältnismäßig starkwandigen Rundkörpern, so aus Stahl bestehenden Rädern, mag diese Verfahrensweise - unabhängig von der Frage der Wirtschaftlichkeit — ausreichen, da die Gefahr von Wärmespannungen und Rissen zwischen den beiden Seiten des verhältnismäßig dicken Rundkörpers nicht zu groß werden kann.

Bei flachen Rundkörpern sind derartige bekannte Vorrichtungen jedoch nicht anwendbar, insbesondere nicht beim Härten der Zähne und Zahnfüße von Kreissägeblättern. Derartige Kreissägeblätter sind sehr dünnwandig ausgebildet, eine auf einer Seite vorgenommene Wärmebehandlung würde demnach zu Spannungsdifferenzen zwischen der behandelten und der nichtbehandelten Seite führen. Im besonderen könnte nicht mehr sichergestellt werden, daß die ' Zähne ihre Fertigungspräzision beibehalten, welche ihnen bei ihrer Fertigung hinsichtlich Schräge, Versetzung, Steigung etc. erteilt wird.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Härten zu schaffen, ι» welche sich angesichts der vorgenannten Problemstellung insbesondere für die Zähne und Zahnfüße von Kreissägeblättern eignet. Es soll ermöglicht sein, im Umlaufverfahren Kreissägeblätter so zu härten, daß diese im Bereich der Zähne und Zahnfüße beidseitig gleichförmig gehärtet werden können, ohne daß es zu wärmebedingten Spannungsverformungen oder Rissen kommt.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des -" Patentanspruchs.

Sowohl die Induktionsheizvorrichtung als auch die Abschirmeinrichtung in Form des Schildes übergreifen den Außenumfang des Kreissägeblattes, sie wirken also von beiden Seiten des Kreissägeblattes als auch vom Außenumfang her auf die Zähne und Zahnfüße ein, derart, daß diese gleichförmig behandelt werden. Auf diese Weise kann die Rockwell C-Härte der Zahns des Kreissägeblattes äußerst genau bestimmt werden, wozu auch das Merkmal beiträgt, daß J« der Abschreckkopf bewegungsabwärts der Induktionsheizvorrichtung unter einem vorbestimmten Abstand stationär angeordnet ist und auf den Umfang des Kreissägeblattes einwirkt. Die Induktionsheizvorrichtung, die Abschirmeinrichtung und der Ab-J^r> schreckkopf können also in einfacher Weise unter Einbeziehung der Drehgeschwindigkeit und der Länge des Außenumfanges des Kreissägeblattes so eingestellt werden, daß die erwünschte Härte am Außenumfang des Kreissägeblattes in einem oder in mehreren Durchgängen erreicht wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung eriäutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Kreissägeblattes 4") unter Darstellung der Induktionsheizvorrichtung, des Abschreckkopfes und der Abschirmeinrichtung;

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht der Induktionsheizvorrichtung;

Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht der Abschirmeinrichtung in ihrer Position am Außenumfang des Kreissägeblattes unter gleichzeitiger Darstellung der Induktionsheizvorrichtung; und

Fig. 4 ist eine Teilansicht des die Zähne tragenden Umfanges des Kreissägeblattes unter Wiedergabe der an verschiedenen Punkten bestehenden Rockwell C-Härte-Werte.

In Fig. 1 ist ein Kreissägeblatt 10 dargestellt, welches auf einer Welle 14 befestigt ist; die Welle dreht das Kreissägeblatt mit einer Umfangsgeschwindigkeit von beispielsweise folgenden Zähnen 12 des Kreissägeblattes, d. h. der Teilung des Kreissägeblattes. Die Höhe H der Blöcke 23 entspricht in etwa der Höhe der einzelnen Zähne. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Blöcke sind flächeneben mit denjenib5 gen der Seitenteile und der Seitenschenkel ausgebildet. Das Rohr 18 wird an eine Stromquelle angeschlossen, um durch Induktion die Kanten des Kreissägeblattes 10 zu erhitzen. Gewöhnlich werden

50-100 kW bei einer Frequenz im Bereich von 10000 Hertz eingesetzt; diese Werte werden jedoch bei Kreissägeblättern verschiedener Dicke und Zusammensetzungverändert. Die Blöcke 22 aid 23 bündeln den Magnetfluß und lokalisieren dadurch die Induktionsheizwirkung. Um eine Überhitzung des Rohres 18 zu verhindern, wird Wasser durch dieses hindurchgeleitet (Fig. 2).

In Fig. 3 der Zeichnung ist der Schild 17 im einzelnen dargestellt. Der Schild weist eine Zuführungsleitung 24 und zwei den Außenumfang des Kreissägeblattes zwischen sich aufnehmende, radial sich erstreckende seitliche Schenkel 25', 25" auf, welche den abzuschirmenden Bereich des Kreissägeblattes überdecken. Dabei sind die radial außen liegenden Enden der beiden Schenkel 25' durch einen Querschenkel miteinander verbunden, welcher die zuvor genannte Zuführungsleitung 24 bildet. Die Zuführungsleitung dient in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zur Zuführung von Kühlmittel und ist beispielsweise an eine Wasserleitung angeschlossen. Die in der Darstellung nach Fig. 3 untere Seite der Zuführungsleitung 24 weist Auslaßöffnungen 26 auf; am gemäß Darstellung rechten Ende besitzt die Zuführungsleitung einen nach unten abstehenden Hakenkörper 27, welcher einen bereits gehärteten Zahn des Kreissägeblattes, im dargestellten Beispiel den Zahn 12a, übergreift. Der Schild 17 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Magnetkörper 28 gehalten, die sich durch Ausschnitte 29 der folgenden Zähne 12 des Kreissägeblattes, d. h. der Teilung des Kreissägeblattes. Die Höhe H der Blöcke 23 und der angrenzenden Schenkel der Blöcke 22 (Fig. 2) entspricht in etwa der Höhe der einzelnen Zähne. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Blöcke sind flächeneben mit denjenigen der Seitenteile und der Seitenschenkcl ausgebildet. Das Rohr 18 wird an eine Stromquelle angeschlossen, um durch Induktion die Kanten des Kreissägeblattes 10 zu erhitzen. Gewöhnlich werden 50-100 kW bei einer Frequenz im Bereich von 10000 Hertz eingesetzt; diese Werte werden jedoch bei Kreissägeblättern verschiedener Dicke und Zusammensetzung verändert. Die Blöcke 22 und 23 bündeln den Magnetfluß und lokalisierten dadurch die Induktionsheizwirkung. Um eine Überhitzung des Rohres 18 zu verhindern, wird Wasser durch dieses hindurchgeleitet (Fig. 2).

In Fig. 3 der Zeichnung ist der Schild 17 im einzelnen dargestellt. Der Schild weist eine Zuführungsleitung 24 und zwei den Außenumfang des Kreissägeblattes zwischen sich aufnehmende, radial sich erstreckende seitliche Schenkel 25', 25" auf, welche den abzuschirmenden Bereich des Kreissägeblattes überdecken. Dabei sind die radial außen liegenden Enden der beiden Schenkel 25' durch einen Querschenkel miteinander verbunden, welcher die zuvor genannte Zuführungsleitung 24 bildet. Die Zuführungsleitung dient in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zur Zuführung von Kühlmittel und ist beispielsweise an eine Wasserleitung angeschlossen. Die in der Darstellung nach Fig. 3 untere Seite der Zuführungsleitung 24 weist Auslaßöffnungen 26 auf; am gemäß Darstellung rechten Ende besitzt die Zuführungsleitung einen nach unten abstehenden Hakenkörper 27, welcher einen bereits gehärteten Zahn des Kreissägeblattes, im dargestellten Beispiel den Zahn 12a, übergreift. Der Schild 17 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Magnetkörper 28 gehalten, die

sich durch Ausschnitte 29 der beiden seitlichen Schenkel 25' erstrecken, derart, daß sie unter magnetischer Haftung an den beiden Seiten des Kreissägeblattes 10 anliegen.

Bei Inbetriebnahme wird das Kreissägeblatt 10 gedreht; gleichzeitig wird die Induktionsheizvorrichtung eingeschaltet und wird Kühlmittel durch den Abschreckkopf 16 hindurchgeleitet. Die Induktionsheizvorrichtung erhitzt die Zähne 12 und die ZahnfUße 13 des Kreissägeblattes bis über die Austenitisierungstemperatur des Stahls des Kreissägeblattes. Die Blöcke 22 und 23 beschränkten die Erhitzung auf die von ihnen überlappten Flächen, also auch auf die entsprechenden Abschnitte der Seitenteile 19 und der Seitenschenkel 20. Das Kühlmittel, so Wasser, wird dusch den Abschreckkopf 16 hindurchgeleitet, um die erhitzten Teile des Kreissägeblattes abzuschrecken und um damit die geeignete Härte zu erzeugen. Die ersten Bereiche des Kreissägeblattes, welche die Induktionsheizvorrichtung 15 durchlaufen, sind gewöhnlich nicht bis auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt; die Drehbewegung des Kreissägeblattes wird deshalb fortgeführt, bis diese Bereiche ein zweites Mal erhitzt und abgeschreckt werden. Wenn sich einer der Zahnfüßte 13, welcher vollkommen wärmebehandelt wurde (gewöhnlich der erste) wieder der Induktionsheizvorrichtung nähert, im vorliegenden Fall der Zahnfuß 13a, wird der Schild 17 knapp hinter diesem Zahnfuß am Zahn, im vorliegenden Fail am Zahn 12a befestigt. Die Drehbewegung des Kreissägeblattes wird nunmehr fortgesetzt, bis der Zahnfuß vollständig wiedergehärtet ist. Nachdem der Zahnfuß 13a über die Austenitisierungstcmperatur hinaus wiedererwärmt wurde, wird die Induktionsheizvorrichtung abgeschaltet. Der Schild 17 läuft durch die Induktionsheizvorrichtung und verhindert, daß andere, bereits gehärtete Zähne wiederum ihre Austenitisierungstemperatur erreichen bzw. durch Glühen weich werden, während der letzte Zahnfuß abgeschreckt wird. Auf diese Weise wird ein Härteverlust an der Hinterkante des ersten Zahnes außerhalb des zuletzt gehärteten Zahnfußes im wesentlichen vermieden.

Es wurde beispielsweise ein Kreissägeblatt mit einem Durchmesser von 182,8 cm mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25,4 cm pro Minute bei einem elektrischen Eingang von 66 kW mit einer Frequenz von 10000 Hertz gehärtet. Es wurde dabei Abschrekkung bei Verwendung von kühlender Luft verwendet. In Fig. 4 der Zeichnung ist der Bereich des Blattes dargestellt, an welchem der Härtungsvorgang begann und an welchem dieser beendet wurde. Der Zahn 12b und der Zahnfuß 13a sind die letzten, auf die Austenitisierungstemperatur zu erhitzenden und daraufhin abzuschreckenden Blatteile. Die einzelnen Zahlen der verschiedenen Bezugspunkte geben die Rockwell C-Härte an den verschiedenen Meßpunkten wieder; es ist zu ersehen, daß die Rockwell C-Härte nur an einem schmalen Bereich des Zahnes 12a unterhalb von 50, jedoch immer noch über der Rockwell C-Härte von 40 liegt.

Bezugszeichenliste

10 = Kreissägeblatt
12 = Zahn

12 α = Zahn
Ub = Zahn

13 = Zahnfuß

13 a= Zahnfuß

13 b= Zahnfuß

14 = Kreissägeblatt

15 = Induktionsheizvonichtiing

16 = Abschreckkopf

17 = Schild

18 - Rohr

19 = Seitenteil

20 = Seitenschenkel

21 = Querschenkel

19 11 277	6	= Block
	= Block
22	= Zuführungsleitung
23	-= Schenkel
24	= Auslaßöffnung
25'	= Hakenkörper
26	= Magnetkörper
27	= Ausschnitt
28
29

32, 42. 51, 54, 55 und 56 sind Angaben der Rockwell C-Härtc.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Härten der Zähne und Zahnfüße von Kreisägeblättern im Umlaufverfahren, mit einer am Umfang des Kreissägeblattes angreifenden stationären Induktionsheizvorrichtung, einer Einrichtung zum Abschrecken des Umfanges des Kreissägeblattes nach Erhitzung desselben, und mit einer Abschirmeinrichtung, welche am Kreissägeblatt befestigbar ist und zum Schutz bereits gehärteter Umfangsbereiche vor Wiedererwärmung bei weiterem Umlauf dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizvorrichtung (15) ein Paar im Abstand zueinander angeordnete, radial sich erstreckende und zwischen sich den Außenumfang des Kreissägeblattes (10) aufnehmende Seitenschenkel (20) aufweist, welche Induktionsstrom leiten und an ihren radialen Enden durch einen Querschenkel (21) miteinander verbunden sind, daß die Abschreckeinrichtung als Abschreckkopf (16) bewegungsabwärts der Induktionsheizvorrichtung stationär bezüglich des Umfanges des Kreissägeblattes angeordnet ist, daß die Abschirmeinrichtung aus einem am Außenumfang des Kreissägeblattes befestigbaren Schild (17) mit zwei den Außenumfang zwischen sich aufnehmenden, radial sich erstreckenden seitlichen, den abzuschirmenden Bereich des Kreissägeblattes (10) überdeckenden Schenkel (25') besteht, und daß die radial außen liegenden Enden der beiden Schenkel (25', 25") durch einen Querschenkel miteinander verbunden sind, welche als Zuführungsleitung (24) für Kühlmittel ausgebildet sind.