DE19856191C2 - Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmebehandlung von Tei­ len mit einer Härtungsstation zum Härten der Teile in einem Ab­ schreckbad, und mit einem vertikal beweglichen Teileträger.

Eine derartige Anlage und ein derartiger Teileträger sind aus der DE 196 47 248 A1 bekannt.

Danach werden die Teile zunächst in einem Ofen unter Schutz­ gasatmosphäre geglüht bzw. austenitisiert, sofern es sich um Stahlteile handelt.

Aus dem Ofen werden die Teile anschließend mittels einer Rol­ lenbahn herausgefahren und auf einem Teileträger mit Hilfe ei­ nes an einem Portal vertikal beweglichen Schlittens verfahren und sodann von oben in ein Abschreckbad zum Härten eingetaucht. Nach dem Härten wird der Werkstückträger wieder nach oben ver­ fahren und sodann zu einer nachfolgenden Station überführt, wo­ bei es sich um eine Waschstation handeln kann, an die sich eine Anlaßstation anschließt.

Der Teileträger besitzt ein kastenartiges Unterteil zur Aufnah­ me der Werkstücke und ist mit parallelen Stegen versehen, die den Boden bilden, so daß eingesetzte Werkstücke von flüssigem Abschreckmedium umspült werden können.

Der Nachteil der bekannten Anlage besteht darin, daß der Durch­ satz von in dem Abschreckbad zu härtenden Teilen begrenzt ist. Bei vielen Anwendungsfällen sind jedoch kürzere Durchlaufzeiten erwünscht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Anla­ ge zur Wärmebehandlung von Teilen zu schaffen, die einen mög­ lichst kompakten und kostensparenden Aufbau besitzt und eine kurze Durchlaufzeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Anlage gemäß der eingangs genann­ ten Art dadurch gelöst, daß der Teileträger mindestens zwei Ebenen zur Aufnahme von Teilen aufweist und während des Eintau­ chens von auf der unteren Ebene aufgenommenen Teilen in das Ab­ schreckbad ein Abtropfen von auf der darüber befindlichen obe­ ren Ebene aufgenommenen Teilen erlaubt.

Auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen ge­ löst.

Durch die Verwendung eines derartigen Teileträgers, der die Aufnahme von Teilen in mindestens zwei Ebenen übereinander er­ laubt, wird es nämlich ermöglicht, während des Abschreckens von Teilen, die sich auf der unteren Ebene befinden, gleichzeitig auf einer darüber angeordneten Ebene befindliche Teile abtrop­ fen zu lassen.

Dadurch wird bei gleichbleibender Baugröße der Durchsatz der Anlage vergrößert, da eine zusätzliche Verweildauer zum Abtrop­ fen der Teile vermieden wird. Außerdem wird die Umweltbelastung reduziert, da weniger Abschreckmittel aus dem Abschreckbad ver­ schleppt wird.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist das Abschreckbad von einem Gehäuse umschlossen und über einen seitlichen Be­ schickungskanal mit einer Auslauföffnung des Homogenisierungs­ ofens verbunden, wobei eine Transporteinrichtung zum Transport von Teilen aus der Auslauföffnung in den seitlich offenen Tei­ leträger vorgesehen ist.

Durch diese Maßnahme wird eine besonders kompakte Bauweise der Gesamtanlage ermöglicht und gleichzeitig unter weitgehendem Luftabschluß ein direkter und kurzer Transport der Teile in die Härtungsstation gewährleistet. Die Umweltbelastung wird so deutlich reduziert, da der Wärmeverlust reduziert wird und gleichzeitig die Härtungsstation mit einem geschlossenen Gehäu­ se ausgeführt werden kann, so daß auch während des Härtungsvor­ gangs keinerlei Abschreckmittel an die Umgebung austreten kann.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Transport­ einrichtung als Rollenbahn ausgebildet, die bis über das Ab­ schreckbad reicht, wobei der Teileträger parallel verlaufende Stege aufweist, deren Abstand derart ist, daß der Teileträger durch die Zwischenräume zwischen benachbarte Rollen absenkbar ist.

Durch diese Maßnahme wird eine besonders kompakte und kosten­ günstige Bauweise unterstützt, da die Teile mit Hilfe ein und derselben Rollenbahn durch den Homogenisierungsofen bis in die Härtungsstation in den Teileträger transportiert werden können und auch durch eine eventuell vorgeschaltete Vorwärmstation vor dem Homogenisierungsofen.

Eine zusätzlich Transporteinrichtung, wie sie etwa gemäß der eingangs genannten DE 196 47 248 A1 notwendig war, kann auf diese Weise vermieden werden.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Härtungs­ station von einem Gehäuse umschlossen, an dessen Oberseite eine Öffnung zum Ein- und Ausfahren des Teileträgers vorgesehen ist, wobei der Teileträger mit einem in die Öffnung vorzugsweise gasdicht einsetzbaren Deckel verbunden ist und mittels einer Hebeeinrichtung bei geschlossenem Deckel vertikal beweglich ist.

Durch diese Maßnahme wird ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Abschreckbad während des Härtevorgangs verhindert und gleich­ zeitig ein Abtropfen bereits gehärteter Teile während des Här­ tens von anderen Teilen ermöglicht.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist ein Portal vor­ gesehen, an dem mindestens ein vertikal beweglicher Schlitten mit einem Greifer zum Transport von Teilen bzw. Teileträgern zwischen benachbarten Stationen vorgesehen ist.

Durch diese Maßnahme wird eine kompakte Bauweise der Anlage un­ terstützt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Blasein­ richtung zum Abblasen von auf der oberen Ebene aufgenommenen Teilen vorgesehen.

In vorteilhafter Weiterbildung ist eine Mehrzahl von Stationen zur Behandlung der Teile, vorzugsweise zumindest mit einer Glühstation und einer Härtungsstation zur Härtung der Teile, vorgesehen, die Stationen auf einem gemeinsamen Rahmen befe­ stigt sind.

Dies hat den Vorteil, daß durch die Verwendung eines gemeinsa­ men verwindungssteifen Rahmens, auf dem sämtliche Stationen der Anlage vormontiert werden, eine kompakte und platzsparende Bau­ weise der Anlage ermöglicht wird. Ferner werden die Gesamtko­ sten der Anlage reduziert, da im Werk des Herstellers sämtliche Stationen der Gesamtanlage bereits vormontiert und getestet werden können, wodurch der Montageaufwand und der Aufwand zur Inbetriebnahme der Anlage beim Anwender deutlich reduziert wird. Auch lassen sich durch eine derartige Vormontage zusätz­ liche Kabelkanäle einsparen, da diese mit in den Rahmen der An­ lage integriert werden können.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist nachfolgend unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage in stark vereinfachter, schematischer Darstellung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Härtungsstation gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen, vorzugsweise von Stahlteilen, insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.

Sämtliche Stationen der Anlage sind auf einem gemeinsamen Rah­ men 36 montiert. Dabei kann die Montage bereits im Werk des Herstellers erfolgen und die Gesamtanlage in komplett montier­ tem Zustand transportiert und ausgeliefert werden. Dabei kann die elektrische Verdrahtung bereits vollständig durchgeführt werden und wahlweise auch in den Rahmen integriert werden, so daß der Rahmen gleichzeitig als Kabelkanal und zur Befestigung von sonstigem elektrischen Installationsmaterial dienen kann.

Die Anlage 10 umfaßt eine Vorwärmstation 14, die an Luft mit einem Öl- oder Gasbrenner 15 betrieben wird, einen Homogenisie­ rungsofen 16, eine nachfolgende Härtungsstation 18, an die sich eine Waschstation 20 und eine Anlaßstation 22 anschließen.

Vor der Vorwärmstation 14 befindet sich ein Ladeplatz 12 zur Aufgabe von Teilen 11, während sich an die Anlaßstation 22 ein Entladeplatz 24 anschließt. Zum Transport der Teile 11 vom Ladeplatz 12 durch die Vorwärmstation 14, den Homogenisierungs­ ofen 16 bis in die Härtungsstation 18 ist eine Rollenbahn 13 vorgesehen, die innerhalb des Homogenisierungsofens 16 vorzugs­ weise mit Keramikrollen ausgeführt ist, so daß während der Ver­ weildauer einzelner Werkstückchargen innerhalb des Homogenisie­ rungsofens 16 keine ständige Bewegung der Rollen notwendig ist.

Zum Transport zwischen der Härtungsstation 18, der Waschstation 20, der Anlaßstation 22 und dem Entladeplatz 24 ist ein Portal 26 vorgesehen, auf dem zwei horizontal bewegliche Laufwagen 28 und 31 vorgesehen sind, an denen jeweils ein vertikal bewegli­ cher Schlitten 29 bzw. 32 mit einem daran angeordneten Greifer 30 bzw. 33 vorgesehen ist.

Zur Aufnahme der Teile 11 innerhalb der Härtungsstation 18 und zum Transport zur benachbarten Waschstation 20 dient ein Teile­ träger 48, der nachfolgend noch anhand von Fig. 2 näher erläu­ tert wird. Der Teileträger 48 kann mittels des ersten Greifers 30 aus der Härtungsstation 18 nach oben in Richtung des Pfeiles 34 bewegt werden und nach Verfahren des Laufwagens 28 auf dem Portal 26 in die benachbarte Waschstation 20 überführt werden.

Die Härtungsstation 18, die von einem Gehäuse 54 vollständig umschlossen ist, weist eine seitliche Öffnung 46 auf, die über einen gasdicht abgeschlossenen Beschickungskanal 44 unmittelbar mit der Auslauföffnung 40 des Homogenisierungsofens 16 verbun­ den ist.

Durch diesen Aufbau wird eine besonders kompakte Bauweise er­ möglicht und gleichzeitig ohne zusätzliche Schleusen oder ähn­ liche aufwendige Maßnahmen ein Transport von Teilen 11 aus dem Homogenisierungsofen 16 unter Luftabschluß unmittelbar bis in die Härtungsstation 18 ermöglicht.

Dabei ist der Werkstückträger 48, wie nachfolgend noch anhand von Fig. 2 näher erläutert wird, derart angeordnet und ausge­ bildet, daß die Teile 11 bei geöffnetem Verschluß 42 des Homo­ genisierungsofens 16 durch die Rollenbahn 13 bis in den seit­ lich offenen Teileträger 48 überführt werden können.

Bei den zu behandelnden Teilen 11 kann es sich um beliebige Teile handeln, die zunächst geglüht und anschließend in einem Abschreckbad gehärtet werden müssen, z. B. um Ringe aus Wälzla­ gerstahl für Wälzlager.

Aus der vergrößerten Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 ist zu er­ sehen, daß die Härtungsstation 18 vollständig von einem Gehäuse 54 umschlossen ist, an dessen Oberseite eine Öffnung 58 vorge­ sehen ist. Diese Öffnung 58 ist mittels eines Deckels 56 gas­ dicht verschließbar, an dessen Unterseite der Teileträger 48 aufgehängt ist. Der Teileträger 48 ist bei in die Öffnung 58 eingesetztem Deckel 56 mittels einer insgesamt mit der Ziffer 60 bezeichneten Hebeeinrichtung vertikal beweglich.

Hierzu sind zwei Hubzylinder 61, 64 vorgesehen, mittels derer Träger 62, 65, die an dem Teileträger 48 seitlich angreifen, in Richtung der Pfeile 63, 66 vertikal beweglich sind, um so den Teileträger 48 bei geschlossenem Deckel 56 in Vertikalrichtung verstellen zu können.

Der Teileträger 48 besitzt zwei übereinander angeordnete Ebenen zur Aufnahme von Teilen, eine untere Ebene 49 und eine obere Ebene 50. Diese Ebenen 49, 50 werden von parallel zueinander verlaufenden Stegen 51 gebildet, deren Abstand so bemessen ist, daß der Teileträger 48 durch Zwischenräume benachbarter Rollen 52 der Rollenbahn 13 nach unten abgesenkt werden kann.

Durch die zwei übereinander angeordneten Ebenen 49, 50 des Tei­ leträgers 48 ist es möglich, während des Eintauchens von Tei­ len, die sich auf der unteren Ebene 49 befinden, gleichzeitig Teile, die sich auf der oberen Ebene 50 befinden und bereits in das Abschreckbad 19 eingetaucht wurden, abtropfen zu lassen. Zusätzlich ist an der Unterseite des Deckels 56 eine Blasein­ richtung 68 mit einer Vielzahl von Düsen 69 vorgesehen, durch die die Teile zusätzlich mit einem Gasstrom abgeblasen werden können, wozu vorzugsweise Schutzgas, z. B. Stickstoff, mit einer Temperatur von etwa 150°C bis 250°C verwendet wird.

Auf diese Weise können sowohl Teile, die sich auf der oberen Ebene 50, als auch Teile, die sich auf der unteren Ebene 49 be­ finden, abgeblasen werden und so von Resten aus dem Abschreck­ bad 19, also etwa von Ölresten oder Salzresten, weitgehend be­ freit werden.

Der Abschreckvorgang selbst geschieht vorzugsweise, indem das Abschreckmittel, also etwa die Öl- oder Salzflüssigkeit, und die Rollen 52 relativ zueinander reversierend bewegt werden, wie dies grundsätzlich aus der DE 44 01 228 A1 bekannt ist. Da­ durch wird eine weitgehend verzugsfreie Härtung der Teile 11 ermöglicht, so daß eine große Maßhaltigkeit erreicht wird.

Nach dem Abschrecken, Abtropfen und Abblasen der auf dem Teile­ träger 48 aufgenommenen Teile 11 wird der Deckel 56 zusammen mit dem daran aufgehängten Teileträger 48 mittels des Greifers 30 des ersten Schlittens 28 nach oben aus der Härtungsstation 18 herausgefahren, zur benachbarten Station, der Waschstation 20, übergeben, wo die Teile 11 aus dem Teileträger 48 entladen werden, der sodann wieder in die Härtungsstation 18 zurückge­ fahren wird, um die nächste Charge von Teilen aufnehmen zu kön­ nen.

Wie bereits erwähnt, sind sämtliche Stationen der Anlage 10 auf einem gemeinsamen, verwindungssteifen Rahmen 36 befestigt, der als Schweißkonstruktion aus U-Profilen, I-Profilen und derglei­ chen ausgebildet sein kann. Dieser gemeinsame Rahmen 36 kann gleichzeitig die Funktion von Kabelkanälen übernehmen, wie dies beispielhaft mit der Ziffer 37 in Fig. 2 angedeutet ist.

Die gesamte Anlage 10 kann also im Werk des Herstellers voll­ ständig auf dem Rahmen 36 montiert und komplett elektrisch ver­ drahtet werden. Dies ermöglicht es, die gesamte Anlage 10 ohne zusätzlichen Aufwand vollständig vorzugsweise im kalten Zustand auf ihre Funktion zu prüfen. Ferner wird der Montageaufwand beim Anwender deutlich reduziert, da die Anlage 10 im komplett montierten Zustand transportiert werden kann und beim Anwender lediglich noch aufgestellt und in Betrieb genommen werden muß. Auf diese Weise wird der Herstellungs- und Montageaufwand deut­ lich reduziert und die Gefahr von Fehlfunktionen bei der Inbe­ triebnahme vermindert.

Claims (10)

1. Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen mit einer Härtungs­ station (18) zum Härten der Teile (11) in einem Abschreck­ bad (19), und mit einem vertikal beweglichen Teileträger (48), dadurch gekennzeichnet, daß der Teileträger (48) mindestens zwei Ebenen zur Aufnahme von Teilen (11) auf­ weist und während des Eintauchens von auf der unteren Ebe­ ne (49) aufgenommenen Teilen (11) in das Abschreckbad (19) ein Abtropfen von auf der darüber befindlichen oberen Ebe­ ne (50) aufgenommenen Teilen (11) erlaubt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschreckbad (19) von einem Gehäuse (54) umschlossen ist und über einen seitlichen Beschickungskanal (44) mit einer Auslauföffnung (40) des Homogenisierungsofens (16) verbun­ den ist, und daß eine Transporteinrichtung zum Transport von Teilen (11) aus der Auslauföffnung (40) in den seit­ lich offenen Teileträger (48) vorgesehen ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung als Rollenbahn (52) ausgebildet ist, die bis über das Abschreckbad (19) reicht, und daß der Teileträger (48) parallel verlaufende Stege (51) aufweist, deren Abstand derart ist, daß der Teileträger (48) durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Rollen (52) ab­ senkbar ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Härtungsstation (18) von einem Gehäuse (54) umschlossen ist, an dessen Oberseite eine Öffnung (58) zum Ein- und Ausfahren des Teileträgers (48) vorgese­ hen ist, und daß der Teileträger (48) mit einem in die Öffnung (58) einsetzbaren Deckel (56) verbunden ist und mittels einer Hebeeinrichtung (60) bei geschlossenem Dec­ kel (56) vertikal beweglich ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (56) gasdicht einsetzbar ist.

6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Portal (26) vorgesehen ist, an dem mindestens ein ver­ tikal beweglicher Schlitten (29, 31) mit einem Greifer (30, 33) zum Transport von Teilen (11) bzw. Teileträgern (48) zwischen benachbarten Stationen (18, 20, 22, 24) vor­ gesehen ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Blaseinrichtung (68) zum Abblasen von auf der oberen Ebene (50) aufgenommenen Teilen (11).

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Mehr­ zahl von Stationen zur Behandlung der Teile (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Stationen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) auf einem gemeinsamen Rahmen (36) befestigt sind.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest eine Homogenisierungsstation (16, 22) und eine Här­ tungsstation (18) zur Härtung der Teile (11) vorgesehen ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Homogenisierungsstation (16) eine Vorwärmstation (14) zur Vorwärmung der Teile (11) vorgeschaltet ist.