DE2003306C

DE2003306C - Method for processing steel workpieces, in particular for the production of diaphragm springs or the like, and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE2003306C
Application number: DE19702003306
Authority: DE
Inventors: Noboru; Suzuki Takatoshi; Ito Takuo; Nagoya; Hara Yoshiteru Hekikai; Asakura Kouichi Kariya; Aichi; Komatsu (Japan)
Original assignee: K.K. Toyoto Chuo Kenkyusho, Nagoya; Aisin Seiki Company Ltd., Kariya; Aichi (Japan)
Priority date: 1969-01-25
Filing date: 1970-01-26
Publication date: 1973-09-06

Description

3. Hinrichtung zur Ausführung des Verfahrens wahrt bleiben.3. Execution to carry out the proceedings to be upheld.

nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein obe- Der Stand der Technik sieht demnach zusätzliche re^ und ein unteres Fi rmeleniem (28 bzw. 36). Mine! vor. damit während eiaes Wärinebehandlungsderen Arbeitsflächen (2.Hh, 36/;) in ihrer Form oder Absein eckvorganges die bereits fertige Form den entsprechenden Flächen des fertig bearbeite- 25 eines Werkstückes :■> wenig wie möglich bceintrüchten Werkstückes entsprechen und tlie jeweils tigt wird. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufeinen an eine Quelle für ein flüssiges Kühlmittel gäbe zugrunde, ein der Bearbeitung otier Herstellung angeschlossenen Raum (28ιλ 36<v) enthalten. von Stahlv.erkstück-.n dienendes Verfahren, das und durch eine Preßvorrichtung (15), durch die auch einen Wärmebehandlungsgang enthält, unter die "ormelemenle zur Ausübung eines vorbe- 30 Wahrung otler Verbesserung der bisher erreichbaren stimmten mechanischer: Drucks gegeneinander Formgenauigkeit durch Einsparung von Arbeitsbewegbar sind. schritten zu vereinfachen. Zur Lösung dieser Auf-according to claim 1, characterized by an upper The prior art accordingly provides additional right and a lower Fi rmeleniem (28 or 36). Mine! before. so that during a heat treatment their work surfaces (2.Hh, 36 /;) in their shape or cornering process the already finished shape corresponds to the corresponding surfaces of the finished machined workpiece: ■> as little as possible affected workpiece and is done in each case. In contrast, the invention is based on a source for a liquid coolant that would contain a space (28ιλ 36 <v) connected to the processing of other production. by Stahlv.erkstück-.n serving method, which and by a pressing device (15), through which also contains a heat treatment process, under the "ormelemenle to exercise a certain improvement of the previously achievable mechanical: pressure against each other dimensional accuracy by saving of working steps are to be simplified.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- gäbe wird ein Verfahren der eingangs erwähnten kennzeichnet, daß jedes der zusammenwirkenden Art in der Weise ausgeführt, daß das Werkstück als Formeiementc (28'. 36') mit einer Ausnehmung 35 Rohling bis zum ausieniu.chen Zustand erwärmt und (?8i/, 36d) versehen ist. welche teilweise die eine dann zwischen den Formteilen unter gleichzeitiger örtliche Abschreckung auf das Werkstück aus- Abschreckung in Form gepreßt wird. Dabei kann übende Arbeitsfläche (28/)'. 36/)') begreii/:. vorzugsweise auch so vorgegangen werden, daß tias4. Device according to claim 3, characterized in that a method of the type mentioned at the beginning is characterized in that each of the interacting type is carried out in such a way that the workpiece as a Formeiementc (28 ', 36') with a recess 35 blank up to ausieniu. heated state and (? 8i /, 36 d) is provided. some of which are then pressed into shape between the molded parts with simultaneous local quenching onto the workpiece. The exercising work surface (28 /) '. 36 /) ') understand / :. preferably also be proceeded in such a way that tias

Werkstück durch teilweise Einspannung zwischen 40 den Formteilen in Form gepreßt und gleichzeitigWorkpiece pressed into shape by partially clamping between the molded parts and at the same time

nur der eingespannte Teil abgeschreckt wird.only the clamped part is quenched.

im Gegensatz zum Stand der Technik wird nach der Erfindung in eine Presse ein Rohling eingelegt.In contrast to the prior art, according to the invention, a blank is inserted into a press.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur der lediglich vor dem Einlegen in die Presse bis zum Bearbeitung von Stahlwerkstücken, insbesondere zur 45 auMcnilischen Zustand erwärmt worden ist. Erst in Herstellung von Membranfedern od. dg!., wobei das der Presse erhält das Werkstück seine vorgesehene Werkstück einem Preßvorgang mit Hilfe zweier mi·- Form bei gleichzeitiger Abschreckung. Dj Erfindung einander zusammenwirkender Formteile und ein·.·; ermöglicht daher einen wesentlichen Fi-rtschrilt. da Wärmebehandlung unterworfen wird, die eine Er- Arbeitsschritte eingespart werden, die bislang für wärmung bis zum austenitischen Zustand und eine 50 vergleichbare Fertigungsverfahren als unumgänglich Abschreckung umfaßt. Ferner betrifft die Erfindung notwendig erschienen. Mit dem erfindungsgemäßcn eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Verfahren wird auch die Herstellungsgenauigkeit mitThe invention relates to a method for the only before loading into the press to Machining of steel workpieces, in particular to the 45 auMcnilischen condition has been heated. Only in Production of diaphragm springs od. Dg!., Whereby the press receives the workpiece its intended Workpiece a pressing process with the help of two mi · form with simultaneous quenching. Dj invention interacting molded parts and a ·. ·; therefore enables a substantial draft. there Heat treatment is subjected to the one he work steps are saved that were previously for Warming up to the austenitic state and a 50 comparable manufacturing process are unavoidable Includes deterrence. The invention also relates to what appeared to be necessary. With the inventive a device for carrying out the procedure. Process is also used with manufacturing accuracy

Nach dem Stand der Technik werden Zwischen- Bezug auf Form und Abmessung für die nach dem otier Endprodukte aus S'ahlblcch in der Weise her- Verfahren hergestellten Erzeugnisse verbessert, obgx'stellt. daß die Teile in aufeinanderfolgenden 55 wohl übliche, bislang zur Ausschaltung von vorhcr-Schritten in Form gepreßt und gehärtet werden. Di·' gehend aufgetretenen Fehlern vorgesehene Bearbeigehärteten oder abgeschreckten Werkstücke zeigen tungsschritte fortgelassen werden. häufig einen beträchtlichen Verzug gegenüber der Die Erfindung sieht auch eine Hinrichtung zurAccording to the prior art, intermediate reference to shape and dimensions for the after otier end products from S'ahlblcch in the way manufactured products improved, obgx'produces. that the parts in successive 55 are common, up to now for the elimination of previous steps pressed into shape and hardened. The processing hardened intended for errors that have occurred or quenched workpieces show processing steps are omitted. often a considerable delay in relation to the The invention also provides for an execution for

gewünschten Form. Dadurch werden zusätzliche Be- Ausführung des Verfahrens vor. Eine solche Einricharbeitungsschrilte erforderlich, wie Hämmern oder ^6o tung ist \ersehen mit einem oberen und einem unte-Recken, Anlassen und Pressen, um den durch die ren Formelement, deren Arbeitsflächen in ihrer Form Härtung entstandenen Verzug /u beseitigen. Ein sol- den entsprechenden Flächen des fertig bearbeiteten eher Verzug verringert natürlich auch das Ausmaß Werkstückes entsprechen und die jeweils einen an der Formgenauigkeit und der Abmessung des herzu- eine Quelle für ein flüssiges Kühlmitte! angesehlosslellenden Werkstückes. 65 senen Raum enthalten, und mit einer Proßvorrich-desired shape. This provides additional loading. Execution of the method. Such installation steps are necessary, such as hammering or ^processing, with an upper and a lower stretching, tempering and pressing, in order to eliminate the distortion caused by the form element, whose working surfaces harden in their shape. Such a corresponding area of the finished machined rather distortion naturally also corresponds to the size of the workpiece and each of them corresponds to the accuracy of the shape and the dimensions of the one source for a liquid coolant! attached workpiece. 65 contained space, and with a cutting device

Es ist bereits bekannt (s. die USA.- Patentschrift lung, durch die die Formelemente zur Ausübung 928 8 IS). bei der Wärmebehandlung eines fertig eines vorbestimmten mechanischen Drucks gegengeformten Propellerflügcls, der als Hohlform ausge- einander bewegbar sind. Eine solche EinrichtungIt is already known (see the USA patent specification, through which the form elements to exercise 928 8 IS). during the heat treatment of a finished counter-formed of a predetermined mechanical pressure Propeller blades which can be moved apart as a hollow shape. Such a facility

kann auch so ausgeführt sein, dal' jedes der zusammenwirkenden l'ormelenieute mit einer Ausnehmung versehen ist. welche icilv.cisc die eine öitliche Abschreckung auf das Werkstück ausübende Arlvitstiaclie begrenzt.can also be designed so that each of the interacting l'ormelenieute is provided with a recess. which icilv.cisc is a public deterrent limited to the workpiece exercising arlvitstiaclie.

In iler nachfolgenden Beschreibung und ti-ii Zeichnungen sind Ausi'ühruni!sbei>piele für das er- !:ndungsgemäi.k Vorfahren und die Einrichtung erläutert mii! daigesielh. Es zeigtIn the following description and ti-ii Drawings are training courses for the !: ndgemäi.k ancestors and the establishment explained mii! daigesielh. It shows

[ig. I eir.e DraulMcht auf eine /um Einsät/ in iiner ki aitlahr/eugkuppluiig geeigneten Membranleder als Beispiel tür die nach dem ei fmdungsgcnial.ten Vcrlahicn her/us'.ellendeii Erzeugnisse,[ig. I eir.e DraulMcht to a sowing In a ki aitlahr / eugkuppluiig suitable membrane leather as an example, the door after the fmdungsgcnial.ten Vcrlahicn her / us'.ellendeii products,

lit!.-¹ eine Seitenansicht tier Membranicder nach I ig. Llit! .- ¹ a side view of the membranes according to I ig. L.

|- i μ. ^: eine Seitepansicht einer , ur Ausführunu des crliuduiigsgemüUen Verfahrens zu verwendenden Einrichtung.| - i μ. ^: A side view of a device to be used for performing the legal process.

F i g, 4 eine vergrößerte Schmttd-lrslellung wesentlicher I eile tier Hinrichtung nach, Ein. 3. 2uF i g, 4 an enlarged illustration of the essentials I rush for the execution, one. 3. 2u

Y i g. 5 ein Diagramm, in welche-,η die Wärnieeindringzah! (Kcal m-■ C^--Ii' -.·) ties Werkzeugs gegenüber dem idealen kritischen Durchmesser in Zoll (-■ 2.54 cm) des Werkstückes als praktisches Beispiel für das erlindimgsgeinäße Verfahren abuetra- 2-, gen worden ist. Y i g. 5 is a diagram in which-, η is the heat penetration number! (Kcal m- ■ C ^- -Ii'-.

I i g. d ein Diagramm zu; Erläutorunu tlei Beziehung zwischen der theoretischen Endtempcrauii in C". die nach dem Abschrecke;" im Werkstück erreicht wird, und dem Wännekapirziialsvcrliältnis, d. h. dem relativen Verhältnis zwischen der Wärmekapazität des für die Abschreckung vorwendeten Werkzeuges und derjenigen des abzuschreckenden Werkstückes.I i g. d a diagram to; Explanatory note on the relationship between the theoretical final tempcrauii in C ". those after the deterrent;" reached in the workpiece will, and the Wännekapirziialsvriältnis, d. H. the relative relationship between the heat capacity of the tool used for deterrence and that of the one to be deterred Workpiece.

F i g. 7 ein Diagramm, welches die Härte von er- us find ngsgemäß abgeschreckten Werkstücken in Beziehung zu deren Dicken bringt.F i g. 7 is a diagram showing the hardness of er us find ngs according quenched workpieces in relation to their thicknesses.

F i g. S eine Kurvendarstellung zur Veranschaulichung des Einflusses, den der Arbeitsdruck des crfindungsgeniäßen Verfahrens auf die Härte und die Dicke des behandelten Erzeugnisses hat,F i g. S A graph to illustrate the influence that the working pressure of the Procedure has on the hardness and thickness of the treated product,

F i g. ° eine der F i g. 4 ähnliche Darstellung einer Hinrichtung /um örtlich begrenzten Abschrecken nach dem erfind'.mgsgcmäßer. Vcrlahren undF i g. ° one of the F i g. 4 similar representation of a Execution / local deterrence according to the invention. Vcrlahren and

Fig. 10 eine Kurvendarstellung, welche die Elärteverteilung zeigt, die auf der Oberfläche eines Werkstückes entwickelt worden ist, das mit der abgewanddien Ausführungsform der Erfindung entsprechend Fig.¹) behandelt worden ist.10 is a graph showing the hardness distribution which has been developed on the surface of a workpiece which has been ^{treated with the alternative embodiment of the invention according to FIG. 1} ).

In den Fig. 1 und 2 ist zur Veianschaulicbung ein Werkstück in Gestalt einer Membranfeder für die Verwendung in Kraftfahrzeug-Kupplungen dargestellt: das bekannte Verfahren zum Formpressen und Abschrecken eines solchen Werkstückes wird zur Erläuterung des technischen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.In Figs. 1 and 2 is for the purpose of illustration a workpiece in the form of a diaphragm spring for use in motor vehicle clutches is shown: the known method for compression molding and quenching of such a workpiece is used for Explanation of the technical background of the present invention will be described below.

Die Membranfeder 100 ist allgemein tellerförmig ausgebildet und weist einen umfänglichen, ringförmigen Hauptfetlerieil H5! und eine Anzahl radial sich erstreckender, hebehutiger Abschnitte 102 auf. die .ach in ^icichniüßiger Ausbildung vom Hauptl'ederieii 101 /ur Mit'e tier Membran hin erstrecken (s. Ε; g. I). Jeder der hebelarügen Abschnitte ί 02 w.TJüiiüt %ijli -um Ε;.-]-.· hin. und die linieren EmI-spil/en 103 aller 1 'ebelabschiiiite H!2 liefen auf einem Kreis, der eine oilene Kivio'.ache in der Mitte tier Membran umgibt (s. Fig. Ii Die vorstellende !''.---chieiEim - ■ ^:.<! die Zeichnen.·: /ciuci dal'· di-.·The diaphragm spring 100 is generally plate-shaped and has a circumferential, ring-shaped Hauptfetlerieil H5! and a number of radially extending lift-off portions 102. which extend in a neat formation from the main compartment 101 / ur mit'e tier membrane (see; g. I). Each of the leverage sections ί 02 w.TJüiiüt% ijli -um Ε; .-] -. · Hin. and the lined EmI-spil / en 103 of all 1 'ebelabschiiiite H! 2 ran on a circle, which surrounds an oilene kivio'.ache in the middle of the membrane (see Fig - ■ ^:. <! The drawings. ·: / Ciuci dal '· di-. ·

45 Menibranlettcr 100 um ihu luiclachse loUttionssvmuietiisch ausgebildet unti ...Igeuiein kegelsunnpl- !önnisi ist. Die Memhn:n!cder wird ailgcinein aus einem liochkohlensiolfhaltigcii Stahl hergevUlll, und die Hebel.-nden 103 inüs-cii gehärtet vvcrd. n, so daß sie',. L-iiiL gcringstmö^liche (ileitabnuizung e-vib;. wenn die E.iulen in Herüimug mit einem übl'.clien Lagerteil einer Kral'd'ahr/eugkupplung treten, die im einzelnen nicht dargestellt ist Die aiuleien I eile der Meinbianledei müssen demgegenüber allgemeine Fetlereigeiischallen haben I'm diesen beM.udeieü Anfordciungcn /u gelingen, wird die Membrantedei entsprechend den nach -!client! eiiäu'.ei ten aufein.mderloiiieiiden I iersicHunii-^chi iilen be.trbeii.et:45 Menibranlettcr 100 um ihu luiclachse loUttionssvmuietiisch trained unti ... Igeuiein kegelsunnpl- ! önnisi is. The Memhn: n! Cder will ailgcinein out a carbon steel containing carbon dioxide, and the levers.-nden 103 inüs-cii hardened vvcrd. n so that she',. L-iiiL as far as possible (ileitabnuizung e-vib ;. if the E.iulen in Herüimug with an evil clien Bearing part of a Kral'd'ahr / Eugkupplung, which is not shown in detail Meinbianledei, on the other hand, have to be general Fetlereigeiischallen have I'm this beM.udeieü Requests succeed, the membrane becomes according to the after -! client! eiiu'.id on each other.mderloiiieiiden I iersicHunii- ^ chi iilen be.trbeii.et:

ai 1 in allgemein kreiviormii'es Stuck wird aus einem giöüeren Siahihieeb.ah-cUiMU ausgestan/l. so daß es eine Ap 1I1! liebelariiger Abschniilc 102 und einen ring:."irmigen Hauptieil 101 aui-'.■•.eist, dei einteilig mit den hebelarligen Ab-•>i.hniileii ausgebildet ist.ai 1 in general kreiviormii'es stucco is made from a giöüeren Siahihieeb.ah-cUiMU passed / l. so that there is an Ap 1I1! lovable section 102 and a ring: "irmigen Hauptieil 101 aui - '. ■ • .eist, dei in one piece with the leveraged ab- •> i.hniileii is trained.

h) [)as derart ausgestanzte ebene S'.ück vvird in einer ί ornipres^e auf Kegelstumpiiorm gebracht.h) The plane S 'cut out in this way is shown in a ί ornipres ^ e brought to a truncated cone.

e) Das derart mit einer KegdsUimpflorm verseilen·. Siück vvird auf etwa S.1O C 2Π Minuten lang eiwänm und dann in einem Ölbad abgeschreckt, um das Stuck als (i.in/.e- zu harten.e) Strand it with a KegdsUimpflorm ·. It is heated to about 10 ° C for 2Π minutes and then quenched in an oil bath in order to harden the stucco as (i.in/.e-.

d) Das gehärtete Stück wird dann auf etwa 3?0 C ¹Xl Minuten lang erwärmt und dann auf Normaltemperatur luftgekühlt, um ein provisorisches Anlassen zu bewirken.d) The cured piece is then heated to about 3? 0 C ¹ Xl minutes and then air cooled to normal temperature to cause a temporary tempering.

e) Das derart vorläulig angelassene Stück wird au! etwa 450 C ISO Minuten lang erwärmt und dann auf Normaltemperaiur durch Luftkühlung gebracht, um das Stück -mzii'^ssen und zu p;essen und den Verzug zu beseitigen.e) The piece that has been provisionally tempered will be au! Heated for about 450 C ISO minutes and then brought to normal temperature by air cooling, in order to eat and eat the piece -mzii '^ and to eliminate the delay.

I) Das derart gepreßte und angelassene Stück wird an den Endspitzen der HebelabschniUe einer Hochfrequen/.-liHiuktionshäriung unterworfen.I) The thus pressed and tempered piece is at the end tips of the HebelabschniUe a Subject to high frequencies /.- liHiuktionshäriung.

g) Die Hebelabschnif.e werden einem Ankißvoigang unterworfen.g) The lever sections become an Ankißvoigang subject.

Diese Erläuterungen zeigen, daß nach dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Membranledern der gesamte Vorgang eine lange Behandhuu'sdauer und besonders tzeübte Arbeitskräfte erfordert, und /.wai v-M allem wegen der gesondert anzuwendenden Abschreck- und wiederholten Aniaß-SchHtte. wie vorstehend unter c) bis e) angegeben worden ist. untl wegen der Beseitigung ties unvermeidbar aultrelenCen W ärmever/ugesThese explanations show that according to the known Process for the production of membrane leathers the entire process requires a long treatment time and specially trained workers, and /.wai v-M mainly because of the separately applicable Quenching and repeated aniaß-SchHtte. as stated above under c) to e). and unavoidable because of the elimination of the elements W ärmever / uges

Die vorliegende Erfindung sieht vor mehrere Behaiiülungsschritte von bj bis e). beginnend mit dem Formpressen und endend mit dem einer. Verzug beseitigenden Anlassen, in einem Schritt und in tier kür/eslmüglichüii Zci'.s.naiinc derart auszuführen, dal·¹. ein aus einem Riechmaierial eusgesianzles St:.'hlstück. da·- auf eine .Ahschrecktemperalur erwärmt worden ist. einei Formprcssuiw unterworien vvird. Dabei wii'd gleichzeitig daⁱ Stück in seine; Lage mittels Formteilen gehalten, welche nicht nur dem Stück die gewünschte Raurnfnrni verleihen, sondern auch Wänvie ^l on deni Siück aulnelii'ueii. um da·. Stuck gleichzeitig mit der Foii-.ip-cs.^uiie. /u -eine; sclilielv lit her. Raumlciiin ab/u-cbrecken.The present invention provides for a number of treatment steps from bj to e). starting with compression molding and ending with the one. Tempering eliminating the delay, to be carried out in one step and in animal kür / eslmüglichüii Zci'.s.naiinc in such a way that ¹ . one from a Riechmaierial eusgesianzles St:. 'hlstück. because · - has been warmed up to a frightening temperature. A form prcssuiw is subordinate to it. Here wii'd same as ⁱ piece in his; Position held by means of form parts, which not only give the piece the desired Raurnfnrni but also Wänvie ^l on deni Siück aulnelii'ueii. around there ·. Stuck simultaneously with the foii-.ip-cs. ^ Uiie. / u -one; sclilielv lit her. Raumlciiin ab / u-cbrecken.

Ii! den 1^; i e. 3 und \ ist eine Lmnehkm- i.i;!i;:e '•-'Hl, die l.'evorz.ugt zu; AuMührung des eriiiniungs-UCiVi¹Vn N'erfa'nrens verwendet v, iriiIi! the 1 ^; i e. 3 and \ is a Lmnehkm- ii;! I;: e '• -'Hl, the l.' Prefers to; Execution of the eriiiniungs-UCiVi ¹ Vn N'erfa'nrens used v, irii

Die erlindungsgemäße Hinrichtung weist eine Grundplatte 10 auf, die mil einer Mehrzahl von Füßen 11 versehen ist, welche auf einer BodcniUiehc 12 stellen. Mehrere senkrechte Posten 13 sind mit ihren unteren linden starr an der Grundplatte 10 befestigt. Line starre obere Querplaltc 14 ist fest an den oberen linden der Posten angeordnet. I in Hydraulikzylinder 15 ist starr auf der Platte 14 angeordnet: die dafür verwendeten Befestigungsmittel sind aus der Zeichnung als bekannt fortgelassen worden. Die inneren Zylinderräume 22 und 23. die durch einen gleitfähig im Zylinder 15 angeordneten Kolben 24 voneinander getrennt sind, sind über entsprechende Rohrleitungen 16 und 17 und eine Steuerventilanordnung 18 mit einer üblichen Quelle lür hydraulischen Druck \erblinden, die etwa ein nicht dargestellter Druckülbehälter. eine Ölpumpe od. ä. sein kann. Das Steuerventil 18 ist so gebaut und angeordnet, daß durch Betätigung eines /um Ventil gehörenden Steuerhebels 19 der 1-"IuIi von Diuckiil durch die Leitungen 16 und 17 an- und abgeschaltet weiden kann, um Öl dem Zylinder zuzuführen oder von ihm abzuziehen.The execution according to the invention has a Base plate 10, which is provided with a plurality of feet 11, which on a BodcniUiehc 12 places. Several vertical posts 13 are rigidly attached to the base plate 10 with their lower linden trees. Line rigid upper Querplaltc 14 is fixedly attached to the upper linden of the post. I in hydraulic cylinder 15 is arranged rigidly on the plate 14: the fasteners used for this are has been omitted from the drawing as known. The inner cylinder spaces 22 and 23 through a piston 24 slidably arranged in the cylinder 15 are separated from one another, are via corresponding Pipelines 16 and 17 and a control valve assembly 18 with a common source for hydraulic pressure, which is about a pressure tank, not shown. an oil pump or the like. The control valve 18 is so constructed and arranged that by actuating a / to valve belonging control lever 19 of the 1- "IuIi of Diuckiil can be switched on and off through lines 16 and 17 to supply oil to the cylinder or deduct from him.

1-in Schlitten oder Preßstempel 20 ist als waagerecht sich erstreckende starre Platte ausgebildet, die mit einer Mehrzahl Muffen 21 versehen ist, welche »leitfähig auf den Pfosten 13 sitzen.1-in carriage or ram 20 is considered horizontal extending rigid plate formed, which is provided with a plurality of sleeves 21, which »Sit on post 13 in a conductive manner.

Der Hydraulikzylinder Ϊ5 ist mil einem oberen I lanschdeekel 15« und einem unteren Flanschdekkcl 15/> versehen, die durch eine Mehrzahl von im einzelnen der !Einfachheit halber nicht dargestellten Bolzen starr befestigt sind und die unter Zwischenfiigung von entsprechend angeordneten, bekannten Dichtungsmitteln, die ebenfalls nicht dargestellt sind, die Zylinderräume 22 und 23 abdichten. Der Kolben 24 ist starr mit einer senkrecht sich erstreckenden Kolbenstange 25 verbunden, die ihrerseits an ihrem unteren Linde starr mit dem Preßstcmpel 20 verbunden ist, wobei wiederum die Befestigungsmittel zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die aus Kolben 24. Kolbenstange 25 und Preßstcmpel 20 bestehende Anordnung ist daher in senkrechter Richtung glcitfähig. wie durch den Doppelpfeil 25' in Fig. 3 angedeutet ist. Zu diesem Zweck wird die hydraulische Arbeitsflüssigkeit, z. B. Öl, durch entsprechende !Einstellung des Steuerventils 18 in der oberen oder unteren Zylinderkammer 22 bzw. 23 unter Druck gesetzt.The hydraulic cylinder Ϊ5 is with an upper one I lanschdeekel 15 "and a lower flange lid 15 /> provided, which is represented by a plurality of im some of the bolts, not shown, are rigidly attached for the sake of simplicity and are interposed of appropriately arranged, known sealing means, which are also not shown, seal the cylinder spaces 22 and 23. The piston 24 is rigid with a perpendicularly extending one Piston rod 25 connected, which in turn is rigidly connected to the Pressstcmpel 20 at its lower linden tree is, again the fastening means are not shown to simplify the drawing. The arrangement consisting of piston 24, piston rod 25 and press pin 20 is therefore in a vertical position Direction to be able to work. as indicated by the double arrow 25 'in FIG. To this end, will the hydraulic working fluid, e.g. B. oil, by setting the control valve 18 in the upper or lower cylinder chamber 22 and 23, respectively, pressurized.

Fine Halterungsplatte 26 ist mittels einer Reihe von Schrauben 27 an der Bodenfiäche des Preßstempeis 20 befestigt und trägt ein oberes Formelemcnt 28, das mittels Befestigungsschrauben 29 starr an der Platte 26 angeordnet ist. Das Formelement hat im wesentlichen die Form eines abgestuften Hohlzvlindcrs. Das Formelcment 28 weist eine Bodenwand mit einer Aiisrichtungsausnchmung 129 auf, die so geformt und anceordnet ist, daß sie mit einem passenden Zapfen 30 zusammenarbeitet, wie noch erläutert wird. Der Innenraum 28« des Formteiles 28 ist mittels einer Dcckelplatte 31 abgeschlossen, die abgedichtet mittels eines Dichtungsringes 32 durch mehrere Bolzen 33 an einer Schultcrfläche 34 befestigt ist. welche an einem oberen Teil des Formtciles 28 ausgebildet ist. Die Bodenfiäche 28 Λ um den Ausrichlungscinsehniu 129 herum ist eine kegelstumpffürmiuc Rinefläche. welche in die innere kcgclshimpfförni'ge Fläche der herzustellenden Memhranfcder 40 paßt. Der abgedichtet abgeschlossene Inncnraum 28 des oberen Formteiles dient als Kühlflüssigkeitsraum. in den hinein ein Kühlmittel, vorzugsweise kaltes Wasser, durch eine biegsame Schlauchleitung 43 eingespeist wird. Der Auslaß erfolgt durch einenThe mounting plate 26 is attached to the bottom surface of the press die by means of a series of screws 27 20 attached and carries an upper Formelemcnt 28, which is rigidly attached to the by means of fastening screws 29 Plate 26 is arranged. The shaped element has essentially the shape of a stepped hollow cylinder. The formula element 28 has a bottom wall with an alignment recess 129 which is so shaped and arranged to cooperate with a mating pin 30, as will be explained will. The interior space 28 ″ of the molded part 28 is closed off by means of a cover plate 31 which seals off fastened to a shoulder surface 34 by means of a sealing ring 32 through several bolts 33 is. which is formed on an upper part of the mold part 28. The bottom surface 28 Λ around the alignment lens 129 around is a frustoconical formiuc rine plane. which in the inner kcgclshimpfförni'ge Area of the membrane to be produced 40 fits. The sealed, closed inner space 28 of the upper molded part serves as a coolant space. into which a coolant, preferably cold water, through a flexible hose line 43 is fed in. The outlet is through a

j Kanal 133. der seitlich durch den oberen Teil der lorniteilwand gebohrt ist. Hin biegsamer Schlauch 34 ist an seinem einen finde lest mit dem Kanal 133 verbunden. Fine Rohrleitung 35 schließt fest an das entgegengesetzte linde des biegsamen Schlauchesj canal 133. which is drilled laterally through the upper part of the partial wall of the lorni. Flexible hose towards the end 34 is connected to channel 133 at one of its finds. Fine pipeline 35 tightly connects to that opposite linden of flexible tube

ίο 34 .in.ίο 34 .in.

!line untere Halterungsplatte 38. die in ihrer Art und Funktion der oberen Halterungsplatle 26 entspricht, ist durch Schrauben 37 an der Oberseite 1On der Grundplatte 10 befestigt (s. F i g. 4). Die Platte 38 trägt ihrerseits einen daran durch mehrere Schrauben 39 starr befestigten unteren Formteil 36, der im wesentlichen ein umgekehrt stehender zylindrischer Behälter ist. Der Innenraum 36« ist durch eine Deckelplatte 49 ähnlich dem oberen Deckel 31 abgedichtet abgeschlossen. Die Platte 49 ist unter Zwischenfügung von einem Dichtungsring 44 durch Schrauben 48 befestigt, und der damit abgedichtet abgeschlossene Innenraum 36« dient wiederum als Kühlflüssigken>Kainmcr wie die Kammer 28« des oberen Formtciles. Die obere oder Arbeitsfläche 36/) des unteren Fürniteiles 36 hat allgemein eine die Fläche 28/) des oberen Fonnteiles 28 ergänzende Form und ist mit einer ;"i!l!eren Ausnehmung 136α vergehen, in die ein runder Ausrichlungs- oder Einstellzapfen 30 für ein zu bearbeitendes Werkstück 40 eingepaßt ist. Das Werkstück ist entsprechend mit einer mittleren öffnung 40« versehen, in die der Zapfen gleitend eingreift. Line lower mounting plate 38, which corresponds in its type and function to the upper mounting plate 26, is fastened by screws 37 to the upper side 10 of the base plate 10 (see FIG. 4). The plate 38 in turn carries a lower molded part 36 rigidly attached to it by a plurality of screws 39, which is essentially an inverted cylindrical container. The interior 36 ″ is sealed off by a cover plate 49 similar to the upper cover 31. The plate 49 is fastened with the interposition of a sealing ring 44 by screws 48, and the interior 36 ″ sealed off with it in turn serves as a cooling fluid chamber like the chamber 28 ″ of the upper molded part. The upper or working surface 36 /) of the lower Fürniteiles 36 generally has a surface 28 / complementary) of the upper Fonnteiles 28 shape and is provided with a;! Α pass "i l older recess 136 into which a round Ausrichlungs- or adjustment rods 30 for a workpiece to be machined 40. The workpiece is correspondingly provided with a central opening 40 'into which the pin engages in a sliding manner.

Der untere Formteil ist mit einem Kanal 134 ausgebildet, der durch den unteren Teil der Umfangswand der Form 36 gebohrt ist und an den eine Kühlmitlelzufuhrleitung 42 fest angeschlossen ist. die mit einer nicht dargestellten Kühlmittelquelle verbindet. Ein Steuerventil 45 ist in der Leitung 42 angeordnet.The lower mold part is formed with a channel 134, which is bored through the lower part of the peripheral wall of the mold 36 and to which a coolant supply pipe 42 is firmly connected. which connects to a coolant source (not shown). A control valve 45 is arranged in line 42.

um das Ausmaß der Kühlmittelzuführung zu steuern. Das Kühlmittel ist vorzugsweise kaltes Wasser. Beide Kühlkammern 28« und 36« sind miteinander durch einen biegsamen Schlauch 43 verbunden, der an seinen Enden (s. F i g. 4) an die Kammern anschließt.to control the amount of coolant delivery. The coolant is preferably cold water. Both Cooling chambers 28 ″ and 36 ″ are connected to one another by a flexible hose 43 which is connected to its ends (see Fig. 4) connects to the chambers.

Im folgenden wird ein Verfahren zrm gleichzeitigen Formpressen und Abschrecken nach der Erfindung im einzelnen beschrieben, wobei gleichzeitig die Arbeitsweise der mit Bezug auf die F i g. 3 und 4 beschriebenen Presse erläutert wird.The following is a method for simultaneous Compression molding and quenching according to the invention described in detail, at the same time the Operation of the with reference to the F i g. 3 and 4 described press is explained.

In einem Beispiel hatte das zu behandelnde Werkstück 40, ein Membranfeder-Rohüng, einen äußerer Durchmesser von 170 mm und eine Dicke von 2 mm Das Material des Stückes war ein Kohlenstoff-Werk zeugstahl der Klasse 5 (JIS, SK-5). Das Material de Formen 2 B und 36 war Maschinenbau-Kohlenstoff Stahl (JTS, S45 C). Der Ausdruck »JIS« ist ein Ab kürzung von »Japanese Industrial Standard«.In one example, the workpiece 40 to be treated, a diaphragm spring blank, had an outer one Diameter of 170 mm and a thickness of 2 mm. The material of the piece was a carbon plant Class 5 tool steel (JIS, SK-5). The material of Forms 2B and 36 was engineering carbon Steel (JTS, S45 C). The term "JIS" is an ab abbreviation of "Japanese Industrial Standard".

Das ebene Membranfederstück wurde in einen geeigneten Ofen od. dgl. auf eine einen austcnitischei Zustand herbeiführende Temperatur von etw 830 C erwärmt. Es wurde schnell aus dem Ofen her ausgenommen und dann auf den unteren Formteil 3 gesetzt, dessen Ausrichtezapfen 30 in Flucht mi> de mittleren runden öffnung 40a des Stücke 40 gc bracht wurde. Danach wurde das Steuerventil 18 s betätigt, daß unter Druck stehende Arbeitsllüssigke durch die 1 citunc 16 in den oberen Zyiinüerrauiii 2 eingespeist und die PreSstcmpelanordnung, die aiThe flat piece of diaphragm was placed in a suitable oven or the like on an Austcnitischei Condition causing temperature of about 830 C warmed. It got out of the oven quickly excepted and then placed on the lower molded part 3, the alignment pin 30 in alignment with mi> de middle round opening 40a of piece 40 gc was brought. Thereafter, the control valve was operated for 18 s that working fluid under pressure through the 1 citunc 16 in the upper Zyiinüerrauiii 2 fed in and the press button arrangement, the ai

dem Kolben 24, der Kolbenstange 25, der Preßstempclplatlc 20, tier oberen H::l(erungsp!ntle 26 und dem oberen Formteil 28 besteht, zwangsweise abwärts auf die untere Form 36 gefahren wurde. Dadurch wurde «Jas Stück unter hohem Druck in seine Einspaniningsstellung /wischen den beiden Formlcilen gebracht. Während dieses Preß- und Ahschrcckungsvorganges wurde die Oberfläche des Werkstückes in Druckbcrührung mit der Arbeitsfläche des obeien Formteilcs und in gleicher Weise die Bodcnlläche des Werkstückes in Druckberührung mit der Arbeitsfläche der unteren Form gebracht. Auf diese Weise wurde das Stück unter Kraftaufwendung aus seiner ebenen Form in die endgültige, im wesentlichen kcgclstumpfartige Form gebracht, die in F i g. 2 gezeigt ist. Gleichzeitig wurde von dem Stück eine merkliche Wärmemenge abgegeben, und zwar durch die Wände der entsprechenden Formteile hindurch in das umlaufende Kühlmittel hinein, das vorzugsweise aus kaltem Wasser bestand und die Wärme abführte. Auf diese Weise wurde das Stück auf die gewünschte Gestalt formgepreßt und gleichzeitig wirksam abgeschreckt.the piston 24, the piston rod 25, the Preßstempclplatlc 20, tier upper H :: l (erungsp! Ntle 26 and dem The upper mold part 28 is forcibly moved downward onto the lower mold 36. This became «Jas piece under high pressure in its clamping position / wipe the two forms brought. During this pressing and tightening process the surface of the workpiece was in pressure contact with the work surface of the above molding and in the same way the bottom surface of the workpiece in pressure contact with the work surface brought to the lower mold. In this way the piece became his with the use of force flat shape brought into the final, essentially frustum-like shape, which is shown in FIG. 2 shown is. At the same time, a noticeable amount of heat was given off by the piece the walls of the corresponding molded parts through into the circulating coolant, which is preferably consisted of cold water and dissipated the heat. This way the piece got the way you wanted Molded shape and effectively quenched at the same time.

Der Anwendungsdruck der Form, mit dem auf das Stück eingewirkt wird, kann zwischen 6 und 2000 kg nro Quadratzentimeter betragen, je nach Größe und Abmessungen des zu behandelnden Stückes. Die Form und Abschrcckprew knnn auch beträchtliche Ausmaße haben, so daß selbst größere Erzeugnisse behandelt werden können. Alle praktischen Versuche haben erstaunlich günstige Ergebnisse bei Erzielung des kombinierten Formpreß- und Abschreckeffcktcs gezeigt.The application pressure of the mold with which the piece is acted upon can be between 6 and 2000 kg nro square centimeters, depending on the size and dimensions of the piece to be treated. the The shape and trim can also be considerable, so that even larger products can be treated. All practical experiments have surprisingly favorable results when achieved of the combined compression molding and quenching functions are shown.

An Hand der Darstellungen in den F i g. 5 und fi wird die Möglichkeit erläutert, die richtige Art des Materials und die erforderliche Wärmekapazität für die Kühlwcrkzcuge in Abhängigkeit von der Materialart und Größe oder der Wärmekapazität des zu behandelnden Stückes auszuwählen, wobei auf verschiedene Versuchscrgcbnissc Bezug genommen wird. Es kann erwartet werden, daß mit Vergrößerung des Wärmcflusses durch die Preß- und Abschreckformen mit einer höheren Kühlgcschwindigkcit für das zu behandelnde Werkstück zu rechnen ist. Ferner ist zu beachten, daß die Temperatur T, die an der Berührungsfläche in dem Augenblick beobachtet wird, wenn zwei Körper mit verschiedenen Temperaturen in physischem Kontakt miteinander gebracht werdeil, durch die folgende Formel bestimmt werden kann:On the basis of the representations in FIGS. 5 and fi explain the possibility of choosing the correct type of Material and the required heat capacity for the cooling tools depending on the type and size of the material or the heat capacity of the material to be treated Piece, referring to various test results. It it can be expected that as the heat flow through the die and quench dies increases a higher cooling speed is to be expected for the workpiece to be treated. Furthermore is to note that the temperature T observed at the contact surface at the moment when two bodies at different temperatures are brought into physical contact with each other, can be determined by the following formula:

τ -τ -

ft, t b. ft, t b.

Hierbei sind T₁ und b₁ die Anfangstemperatur und die Wärmeeindringzahl oder der Wärmefluß des einen Körpers und T₂ und b., die entsprechenden Größen des anderen Körpers.Here T ₁ and b _{1 are} the initial temperature and the heat penetration number or the heat flow of one body and T ₂ and b., The corresponding values of the other body.

Als Beispiel soll ein Fall betrachtet werden, bei welchem ein zu behandelndes Stück aus Kohlenstoffstahl, das auf 800° C (=T,) erwärmt ist, abzuschrckken ist. Es fragt sich, weiche Art von Material und weiche Wärmeeindringzahl für die Abschreck-Formcn gewählt werden soll. Zu diesem Zweck kann die folgende Berechnung ausgeführt werden:As an example, consider a case where a carbon steel piece to be treated, that has been heated to 800 ° C (= T 1) is. It asks, soft type of material and soft thermal penetration for the quench molds should be chosen. To do this, the following calculation can be performed:

Die Wärmecindringzahl ( = 6,) für Kohlenstoffstahl kann sicher mit eiwa 200 KcaS/iü^s-°C h 7* und die Temperatur (7'₂) des kühlenden Werkzeuges kann mit etwa 20" C angenommen werden. Falls der Stahl über die perlitische Umwandlungstemperatur des Stahls, d. h. die Temperatur des nasenartigcn Vorsprunges an der S-Kurve des Stahls, von etwa S 500 ' C ( T₁), sofort bei Berührung des Stahls mit dem Abschnvkwcrkzcug abgeschreckt wird, kann der gewünschte Abschreckelfckt tatsächlich erreicht werden. Wenn diese Werte in die oben angegebene Formel (I) eingesetzt werden, ergibt sichThe heat indring number (= 6) for carbon steel can be assumed to be around 200 KcaS / iü ^s - ° C h 7 * and the temperature (7 ' ₂ ) of the cooling tool can be assumed to be around 20 "C. If the steel is above the pearlitic Transformation temperature of the steel, ie the temperature of the nose-like projection on the S-curve of the steel, of about S 500 _{° C (T 1} ), is quenched immediately upon contact of the steel with the cut-off tool, the desired quenching point can actually be achieved Values are used in the formula (I) given above, results

/>„ 125 Kcal m- C-Ii" ■·/> "125 Kcal m- C-Ii" ■ ·

Demnach ist ein Werkzeugmaterial brauchbar, das einen größeren Wert für die Wärmeeindringzahl als den vorstehend berechneten Wert von />., aufweist. Aus der Darstellung in Fig. 5 ist zu entnehmen, daß Kupfer, Silber und Eisen größere Würmecindringzahlen als die oben angegebene aufweisen. Demnach kann irgendeines dieser Metalle zu Abschreckzwecken verwendet werden. In der vorstehenden Rechnung sind jedoch der Wärmewiderstand zwischen den sich berührenden Flächen und die Haltbarkeit der Lcgicrungsarl vernachlässigt worden. Es kann aber nicht stets gesagt werden, daß der Abschrcckeffekt ausschließlich von der Obcrfläehcntcmperatur des zu behandelnden Stückes bei Berührung mit dem Abschrcckwerkzcug abhängt, da die Art des Berührungswärmewiderstandes, die Härtbarkeit des zu behandelnden Stückes und die Größe oder die Wärmekapazität des zu behandelnden Stückes ebenfalls berücksichtigt werden müssen. In Fig. 5 sind Versuchsergebnisse dargestellt, welche die Beziehung der Wärmecindringzahl (b) und der Härtbarkeit mit Bezug auf die Größe des 711 bchandclndcn Stückes veranschaulichen, wobei die Härlbarkeit durch den idealen kritischen Durchmesser I)₁ dargestellt ist. Bei größeren Werten dieses Durchmessers ist die Härtbarkeit entsprechend hoch.Accordingly, a tool material is useful which has a value for the thermal penetration number greater than the value of />. Calculated above. From the illustration in FIG. 5 it can be seen that copper, silver and iron have greater Würmecindring numbers than those given above. Accordingly, any of these metals can be used for quenching purposes. In the above calculation, however, the thermal resistance between the contacting surfaces and the durability of the brackets have been neglected. However, it cannot always be said that the scraping effect depends exclusively on the surface temperature of the piece to be treated when it comes into contact with the scraping tool, since the type of contact heat resistance, the hardenability of the piece to be treated and the size or heat capacity of the piece to be treated also take into account Need to become. In FIG. 5, test results are shown which illustrate the relationship between the heat indentation number (b) and the hardenability with reference to the size of the piece, the hardenability being represented by the ideal critical diameter I) ₁ . With larger values of this diameter, the hardenability is correspondingly high.

In der Darstellung der Fig. 5 zeigt die Kurve A die Beziehung zwischen der erforderlichen Wärmceindringzahl und der Art des Materials im Fall einer Abschrcckbehandlung einer Stahlplatte mit 2 mm Dicke. Entlang der Ordinalcn-Achsc sind mehrere repräsentative Stoffe in der Ordnung ihrer Wärmecindringzahl eingetragen. Wenn z. B. eine Platte auf JIS S 45 C mit D₁ von nahezu gleich 20,32 mm und einer Dicke von 2 mm abgeschreckt werden soll. kann die Wärmecindringzahl der Kühlform aus dei Kurve A bestimmt werden mitIn the graph of Fig. 5, curve A shows the relationship between the required heat penetration number and the kind of material in the case of a scraping treatment of a steel plate of 2 mm in thickness. Several representative substances are entered along the ordinal axis in the order of their heat indentation number. If z. B. a plate on JIS S 45 C with D ₁ of almost equal to 20.32 mm and a thickness of 2 mm is to be quenched. the heat penetration number of the cooling mold can be determined from curve A.

b - 200. b - 200.

Wenn daher eine Platte, die aus dieser Art Stab hergestellt ist und eine Dicke von 2 mm aufweist abgeschreckt werden soll, genügt ein Wert de Wärmeeindringzahl von über 200 für den gewünsch ten Zweck, und das Material des Abschrcckwcrk zeuges kann aus Eisen, Aluminium oder Kupfer be stehen. Die gewünschte Abschreckung kann ii diesem Fall verwirklicht werden, indem irgendein! Kombination aus dem Bereich über der Kurve / gewählt wird. In gleicher Weise zeigt das Gebiet übe der Kurve B die verschiedenen Kombinationen weiche ein Abschrecken einer Stahlplatte von 6 mn Dicke ermöglichen. Das Gebiet über der Kurve ( zeigt in gleicher Weise verschiedene Kombinationen welche eine Abschrecknngsbehandlung einer 25 mn dicken Stahlplatte ermöglichen. lNichiciscn-MatcriaiTherefore, when a plate made of this type of rod and having a thickness of 2 mm is to be quenched, a value of the thermal penetration value of over 200 is sufficient for the desired purpose, and the material of the scraper tool may be made of iron, aluminum or copper exist. In this case, the desired deterrent can be achieved by either! Combination of the area above the curve / is selected. In the same way, the area above curve B shows the various combinations which enable a steel plate 6 mm thick to be quenched. The area above the curve (shows in the same way different combinations which enable a quenching treatment of a 25 mm thick steel plate. Lichiciscn-Matcriai

wie Aluminium, zeigt ähnliche Verhältnisse wie die hier erläuterten.like aluminum, shows proportions similar to that explained here.

Bezüglich der Wärmekapazität (spezifische Wärme multiplizi-rt mit Gewicht), Kcal/ C, kann die Abschreckung leichter verwirklicht werden, wenn das Kühlmaterial einen höheren Wert als das zu behandelnde Stück aufweist.With regard to the heat capacity (specific heat multiplied by weight), Kcal / C, the deterrent be realized more easily if the cooling material has a higher value than that to be treated Has piece.

Die erreichbare Endtemperalur T (^r'C) des behandelten Stückes kann aus der folgenden Formel berechnet werden:The achievable final temperature T ( ^r 'C) of the treated piece can be calculated from the following formula:

C₁T₁ ί CJ, C₁ \ C C ₁ T ₁ ί CJ, C ₁ \ C

(2)(2)

Hierin bedeuten C,'die erforderliche minimale Wärmekapazität des zu behandelnden Stückes, T₁ die anfängliche Temperatur des Stückes, T., die anfängliche Temperatur des Kühlmalcrials und ('._, die Wärmekapazität des Kühlmaterials.Herein, C, 'denotes the required minimum heat capacity of the piece to be treated, T ₁ the initial temperature of the piece, T. the initial temperature of the cooling material and (' ._, the heat capacity of the cooling material.

Nachstehend soll ein Mustcrfall betrachtet werden, bei welchem ein Stahlstück durch Berührung mit einem festen Kühlmaterial abgeschreckt wird. Die theoretisch erreichbare Endtemperatur des Stückes nach Berührung mit dem Absclircckmaterial muß niedriger als die Temperatur sein, bei welcher die Umwandlung in Martcnsit beginnt, d. Ii. unter dem Ms-Piinkt liegen. Im Fall der Abschreckungsbchandlung eines Stahls mit einem Ms-Punkl von 200"C ( — 7) bei einer Ausgangstempcratur von SOO⁰C ( 7',) und unter der Annahme, daß die Temperatur des Abschreckwerkzeuges bei 20 C ( = -7'.,) liegt, ist das Verhältnis C/C, nahezu gleich 3,3, wenn diese Werte in die Formel 2 eingesetzt werden. Um die Temperatur des Werkstückes durch eine Abschreckberührung der vorstehend geschilderten Art auf einen unter dem Ms-Punkt liegenden Wert zu bringen, muli die Wärmekapazität des abschreckenden Materials wenigstens das 3.3fache derjenigen des zu behandelnden Stückes betragen. Wenn die zu erreichende Endtemperatur des Werkstückes gegen das Verhältnis zwischen der Wärmekapazität des Werkstückes und derjenigen des abschreckendes Materials abgetragen wird, ergibt sich eine Kurve, wie sie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist. Die Ms-Punkte mehrerer bevorzugter Materialien sind entlang der Ordinaten-Achse eingezeichnet.A sample case will now be considered in which a piece of steel is quenched by contact with a solid cooling material. The theoretically achievable final temperature of the piece after contact with the cladding material must be lower than the temperature at which the transformation into martinite begins, i.e. Ii. lie under the Ms-Piinkt. In the case of the quenching treatment of a steel with an Ms point of 200 "C (- 7) at an initial temperature of SOO ⁰ C (7 ',) and assuming that the temperature of the quenching tool is 20 C (= -7'. ,), the ratio C / C, is almost equal to 3.3 if these values are inserted into formula 2. In order to bring the temperature of the workpiece to a value below the Ms point by means of a quenching contact of the type described above If the final temperature of the workpiece to be reached is plotted against the ratio between the heat capacity of the workpiece and that of the deterrent material, a curve results such as that shown in, for example Fig. 6. The Ms points of several preferred materials are drawn along the ordinate axis.

Nachfolgend werden mehrere besondere Erscheinungen an Hand von praktischen Versuchen beschrieben. In diesen Versuchen bestehen die Formund Abschreck-Wcrkzeuge aus Baumaschincn-KohlenstofTstahl der Type JIS, S 45 C.Several special phenomena are described below on the basis of practical experiments. In these experiments the forming and quenching tools are made of construction machine carbon steel the type JIS, S 45 C.

F i g. 7 zeigt mehrere Vergleichskurven. Für diese Kurven waren die Werkstückmaterialien JIS, S 45 C und JlS. SCM 4, wobei das letztgenannte Material ein Chrom-Molybdän-Stahl der Klasse 4 ist. Bei Festsetzung der abgeschreckten Härte auf H_KC 55 war die härtbare Dicke von Stahlplattenwerkstücken gleich oder sogar größer wie diejenige bei üblichen Öhbschreckverfahren. In den Vergleichsversuchen nach Fig. 7 wurden Muster von 850¹C nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschreckt und Vergleichsversuchc mit Ölabschreckung angestellt. Die abgeschreckte Harte wurde gegen die Dicke des fviusicis abgetragen. Aus der Darstellung ist zu ersehen, daß etwa 8 mm dicke Muster aus J IS, S 45 C und etwa 16 mm dicke Muster aus JIS, SCM 4 wirksam nach der Erfindung abgeschreckt werden konnten.F i g. 7 shows several comparison curves. For these curves, the workpiece materials were JIS, S 45 C, and JIS. SCM 4, the latter material being a class 4 chrome-molybdenum steel. When the quenched hardness was set at H _K C 55, the hardenable thickness of steel plate workpieces was equal to or even greater than that of conventional quenching processes. In the comparative experiments according to FIG. 7, samples of 850 ¹ C were quenched by the method according to the invention and comparative experiments with oil quenching were carried out. The quenched hardness was removed against the thickness of the fviusicis. It can be seen from the illustration that about 8 mm thick samples of J IS, S 45 C and about 16 mm thick samples of JIS, SCM 4 could be effectively quenched according to the invention.

Aus Fig. 8 ergibt sich, daß bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Abschreckverfahrens mit einem beträchtlich großen Bereich von Formanwcndungsdrücken gearbeitet werden kann, um eine gleichmäßig verteilte Absehreckhärte und eine spezifische Dicke des Musters zu verwirklichen, wie im Fall einer Membranfeder für die Verwendung inFrom Fig. 8 it can be seen that in the execution of the quenching process of the invention with a considerably wide range of mold application pressures work can be carried out to achieve an evenly distributed target hardness and a specific To realize thickness of the pattern, as in the case of a diaphragm spring for use in

ίο Kraftfahrzeugkupplungen, wie oben erwähnt wurde. In dieser Figur wurde die abgeschreckte Härte gegenüber dem Formdruck abgetragen. An der rechten Seite der Darstellung und entlang der Ordinaten-Achse sind die Enddicken der abgesch reck Jen Muster angezeigt.ίο Motor vehicle clutches, as mentioned above. In this figure, the quenched hardness has been removed from the molding pressure. On the right On the side of the illustration and along the ordinate axis are the final thicknesses of the cut-off Jen samples displayed.

Danach beträgt der Anwendungsdruck der Form, der erforderlich ist, um eine gleichmäßige Verteilung der abgeschreckten Härte zu erreichen, 6 kg/cm- oder mehr. Andererseits liegt der Formanwenddruck, der erforderlich ist, um eine gleichmäßige Dicke des abgeschreckten Stahlblechwerkstiickes zu erreichen, in einem Bereich von 0 bis 2000 kg/cm-, d. h. in einem beträchtlich großen Bereich. Es empfiehlt sich, aus dem oben angegebenen Druckbcreich einen einerseits möglichst geringen, jedoch andererseits genügend großen Druck auszuwählen, um den gewünschten Formpreß-EITekt für das behandelte Werkstück zu erreiche!¹.. Falls jedoch ein'· Verringerung der Dicke des Stahlblechwerkstiickes während des Formprcß- und Abschreckvorganges in einem gewissen Ausmaß zulässig ist oder statt dessen eine Verringerung der Dicke des zu behandelnden Werkstückes tatsächlich gewünscht wird, hat der Formanwendungsdruckbcreich. der oben genannt wurde, eine geringere Bedeutung.Thereafter, the mold application pressure required to achieve an even distribution of the quenched hardness is 6 kg / cm-2 or more. On the other hand, the mold application pressure required to obtain a uniform thickness of the quenched steel sheet is in a range from 0 to 2000 kg / cm-, that is, in a considerably wide range. It is advisable to select from the pressure range given above a pressure that is as low as possible, but also sufficiently high, in order to achieve the desired compression molding effect for the workpiece being treated! ¹ .. However, if a reduction in the thickness of the sheet steel workpiece during the molding and quenching process is permissible to some extent or, instead, a reduction in the thickness of the workpiece to be treated is actually desired, the mold application pressure range has. that was mentioned above is of lesser importance.

!n der folgenden Aufstellung wird das Ergebnis eines Vergleichsvcrsuehes gezeigt, wobei die Unterschiede in der Höhe der Hcbelenden als ein Maß für den entstandenen Abschreck-Vcrzug in den ab-! In the following list, the result is A comparison is shown, using the differences in the height of the cuff ends as a measure for the resulting quenching delay in the

4" geschreckten Stahlcrzeugnisscn, nämlich den Membranfcdcrn für Kraftfahrzeugkupplungeii. verwendet werden. Dabei sind diese Werkstücke vergleichsweise mit dem bekannten Öl-Abschrcckverfahrcn einerseits und andererseits mit dem Formprcß- und Abschrcckverfahrcn nach der Erfindung behandelt worden. Es hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäß behandelten Werkstücke nur '/₈ bis Vj des bei den üblichen Abschreckverfahren auftretenden Verzuges aufweisen.4 "steel products, namely the diaphragmfcdcrn for motor vehicle clutches. These workpieces have been treated comparatively with the known oil scraping process on the one hand and with the compression molding and scraping process according to the invention on the other hand. It has been found that the workpieces treated according to the invention only / ₈ to Vj have 'of the delay occurring in the conventional quenching.

Art des
Abschreck-VerfahrensType of
Deterrent process

Bekanntes Verfahren
(Öl-Abschreckung)Known procedure
(Oil deterrent)

Erfindungsgemäßes
Verfahren (Formpressen undAccording to the invention
Process (compression molding and

-Abschrecken). ...-Scare off). ...

Unregelmäßigkeit in der Höhe am äußeren RandIrregularity in height on the outer edge

1,12 mm1.12 mm

0,14 rrm0.14 rrm

Unregelmäßigkeit in der Höhe an den inneren HcbelendenIrregularity in height on the inner Hcbelenden

3,61 mm3.61 mm

0,25 min0.25 min

Die Zahlen dieser Gegenüberstellung sind Mittel werte von 50 Versuchsmustern für jeden Fall.The numbers in this comparison are the mean values of 50 test samples for each case.

Die Unregelmäßigkeit in der Höhe am äußere Umfang des Werkstückes wurde derart gemessciThe irregularity in height on the outer periphery of the workpiece was thus measured

daß die erzeugte Membran-Feder auf eine libene Platte gesetzt wurde und die öiiUchen Lücken zwischen dem Rand der Bodenfläuie der Membran und der Fläche genau gemessen wurden. Wenn die Lücke mit Null gemessen wurde, wurde angenommen, daß kein Absehreckungs-Verzug vorhanden war. Andererseits wurde die Unregelmäßigkeit in der Höhe an den inneren Hebclendcn durch die Höhendifferenz zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Hebclende bestimmt. Falls die Differenz Null war, wurde angenommui, daß der Abschreckungs-Vcr/ug in dieser Hinsicht ebenfalls Null war.that the diaphragm-spring produced is on a libene Plate was set and the small gaps between the edge of the bottom surface of the membrane and of the area were measured precisely. When the gap was measured to be zero, it was assumed that there was no delay in deterrence. on the other hand the irregularity in height on the inner lever ends was caused by the difference in height determined between the highest and the lowest lever end. If the difference was zero, then assumed that the deterrent in in this respect was also zero.

Nachfolgend soll das crfindungsgcrniißc Verfahren mit dem üblichen Verfahren in bezug auf den Ervvarmungszyklus verglichen werden. Fun bekanntes Vergleichsverfahren weist die nachstehenden vier Bciiandlungssehriltc in Reihenfolge auf:The following is the founding procedure to be compared with the usual procedure in relation to the warming cycle. Fun familiar The comparison method has the following four steps in order on:

1. Formpressen eines ebenen Membranfederwerkstückes /ur Erzielung der gewünschten Kegelslumpfform, 1. Compression molding of a flat diaphragm work piece / to achieve the desired sump shape,

2. Erwärmung des formpressenden Werkstückes auf etwa 83O¹C über 20 Minuten und Eintauchen in ein Ölbad zum Abschrecken,2. Heating the compression molding workpiece to about 830 ¹ C for 20 minutes and immersing it in an oil bath for quenching,

3. Erwärmung des abgeschreckten Werkstückes auf etwa 320⁰C für etwa 90 Minuten und LuTt abkühlung auf normale Temperatur, um die Marie auf einen gewissen kleine!¹. Grad /u verringern. 3. heating the quenched workpiece to approximately 320 ⁰ C for about 90 minutes and Lutt cooling down to normal temperature, the small Marie to a certain! ^1st Decrease degree / u.

4. Erwärmung des derart behandelten Werkstückes auf etwa 450°C während ISO Minuten, wobei es zwangsweise in seiner Lage durch Anlegen von Einspannmitteln gehalten wird, und LuItahkühlung auf normale Temperatur zum Anlassen und zum Beseitigen eines Abschreckungs-Verzuges. 4. Heating of the workpiece treated in this way to about 450 ° C for ISO minutes, wherein it is forcibly held in its position by the application of clamping means, and air cooling to normal temperature for tempering and to eliminate quenching delay.

Nach dem erfmdungsgeniäßen Abseil ι eck-Verfahren wird das ebene Werkstück auf etwa 830 C 20 Minuten lang erwärmt und drum zwischen einem Paar Preßformen eingespannt, wodurch das Werkstück sowohl abgeschreckt als auch formgepreßt wird.According to the abseiling corner method according to the invention the flat workpiece is heated to about 830 C for 20 minutes and drum between a Pair of dies clamped causing the workpiece to be both quenched and compression molded will.

Das derart abgeschreckte und formgepreßte Werkstück zeigt nur einen äußerst geringen Abschrekkungs-Vcrzug, wie auch aus der vorstehenden Gegenüberstellung hervorgeht. Dadurch wird praktisch ein zusätzlicher, gesonderter Schritt zur Beseitigung des Verzuges, der üblicherweise nach dem Stand der Technik angewendet wird, überflüssig. Es ist nur erforderlich, das abgeschreckte Werkstück auf etwa 450° C wahrend etwa 90 Minuten zu erwärmen und dann auf normale Temperatur in der Luft zu kühlen, um einen Anlaßeffekt zu erreichen. Daher besteht das ganze Verfahren aus nur zwei Wärmebehandlungsschritten, wodurch die gesamte Wärmebilanz verbessert wird.The workpiece quenched and compression molded in this way shows only an extremely low quenching distortion, as can also be seen from the comparison above. This will be practical an additional, separate step to eliminate the delay, which usually according to the status of Technology is applied, superfluous. It is only necessary to set the quenched workpiece to about To heat 450 ° C for about 90 minutes and then to cool to normal temperature in the air, to achieve an inducement. Therefore the whole process consists of only two heat treatment steps, which improves the overall heat balance.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren in einer solchen Weise verwirklicht werden kann, daß das Stahlwcrkstück in der Form gepreßt und gleichzeitig örtlich abgeschreckt wird.Practical tests have shown that the method according to the invention is implemented in such a way can be that the steel workpiece is pressed in the mold and at the same time locally quenched will.

Eine abgewandelte Form des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine Einrichtung zu dessen Ausführung wird mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 beschrieben. A modified form of the method according to the invention and a device for carrying it out will be described with reference to Figs.

In diesem Fall wird auf einer abgewandelten Einrichtung (s. F i g. 9) ein Membranfederwerkstück 40' behandelt, das zur Verwendung in Kraitfaliizeugkupplungen bestimmt und aus einem Stahlblech vorgefertigt ist, das 2 Millimeter Dicke hat. Das Stahlmaterial ist Wcrkzeug-KohlenslolTstahl der Klasse 5 entsprechend den Bestimmungen des JIS, SK.-5.In this case, a modified facility is used (see Fig. 9) a diaphragm spring workpiece 40 ' that is for use in Kraitfaliizugkupplungen and is prefabricated from a sheet steel that is 2 millimeters thick. The steel material is class 5 tool carbon steel according to the provisions of JIS, SK.-5.

Die Behandlung wird so ausgeführt, daß das Werkstück auf die gewünschte Form eines Kegelslumpfes formgepreßt wird, während es gleichzeitig einer Abschreckung nur örtlich auf dem umfänglichen, ringförmigen Abschnitt 101 unterworfen wird, der in F i g. 1 durch eine punktierte Kreislinie 104 abgegrenzt ist und sieh außerhalb dieser Linie befindet. Zu diesem Zweck sind das obere und das untere Formelement 28 und 36 mit entsprechend aul'einanderpassenden Arbeitsflächen 28/)' und 36/)' ausgebildet, deren Fläcliengröße kleiner als in der ersten Ausführungsl'orm ist, um die gewünschte örtliche Abschreckung von der Ober- und der Unterseite der umfänglichen ringförmigen Zone des Werk-Stückes aus auszuführen. Der übrige Teil der Arbeitsflächen der Forinieile ist im wesentlichen ausgenommen, wie bei 28c/ und 36 </ dargestellt ist. um zu verhindern, daß das Werkstück in irgendeine körperliche Berührung mit den Preßformen tritt.The treatment is carried out by compression molding the workpiece into the desired shape of a truncated cone while at the same time subjecting it to quenching only locally on the peripheral annular portion 101 shown in FIG. 1 is delimited by a dotted circular line 104 and is located outside this line. For this purpose, the upper and lower form elements 28 and 36 are designed with correspondingly mating working surfaces 28 /) 'and 36 /)', the area size of which is smaller than in the first embodiment, in order to achieve the desired local deterrence from the upper - and the underside of the circumferential ring-shaped zone of the work piece. The remaining part of the working surfaces of the shape is essentially excluded, as shown at 28c / and 36 </. to prevent the workpiece from coming into any physical contact with the dies.

Die Einzelheiten des Verfahrens sind in diesem Fall die gleichen wie bei der ersten Aiisliilmin;:sfonn. Das Membranfederwerksiiick 40' wiru auf eine Alischrcrk-TemperaUir erwärmt und dann auf das untere Formelement 36' um den Ausrichtungs/aplciiThe details of the procedure in this case are the same as for the first Aiisliilmin;: sfonn. The diaphragm spring mechanism 40 'is heated to an aluminum temperature and then to the lower mold element 36 'around the alignment / aplcii

3u 30' herumgelegt, worauf das obere Formcleineiil 28' auf das untere Formelement hydraulisch gesenkt wird, wobei das zentrisch angeordnete. /11 behandelnde Werkstück dazwischen liegt. Dabei wird in diesem Fall der äußere umfängliche Ringabsehniii 10Γ des Werkstückes in wärmeleitende Druckberiihrung mit den entsprechenden Arbeitsflächen 28 Λ' und 36/)' gebracht. Die übrige Flüche des Werkstückes wird daran gehindert, mit den pressenden und abschreckenden Formelenieiuen in Berührung zu treten, wie bereits erwähnt worden ist. In Fig.¹) ist der derart eingespannte Ring 10Γ mit >\ gekennzeichnet, während der übrige, berührungsfreie Bereich mit ».v« bezeichnet ist. Auf diese Weise wird nur der eingespannte und gepreßte B<^>rMeb »y. abgeschreckt, während der übrige, beriihrungsfreie Bereich keinerlei Abschreckungswiikung unterliegt.3u 30 'laid around, whereupon the upper form element 28' is hydraulically lowered onto the lower form element, the centrally arranged. / 11 workpiece to be treated lies in between. In this case, the outer circumferential ring profile 10Γ of the workpiece is brought into thermally conductive pressure contact with the corresponding work surfaces 28 'and 36 /)'. The rest of the surface of the workpiece is prevented from coming into contact with the pressing and deterring formula elements, as has already been mentioned. In Fig. ¹ ) the so clamped ring 10Γ is marked with> \, while the remaining, non-contact area is marked with ".v". In this way only the clamped and pressed B <^{> r} Meb »y. quenched, while the rest of the non-contact area is not subject to any quenching effects.

Fig. H) zeigt eine Kurve, welche eine Verteilung der Härte nach dem Abschrecken in dem derart behandelten Werkstück veranschaulicht. Nach dci Kurve ist der äußere Randbercich 10V des Werk Stückes 40' mit einer radialen Länge »>·« (s. oben einer merklichen Abschreckung unterworfen wor den, die zu einer Härte \on H_KC von 65^: führt während der übrige, berührungsfreie Bereich mi einer radialen Länge ».v« nicht abgeschreckt wordei ist und im Mittel eine Härte von H^C 30 ' zeigt. Di< Temperatur, von der aus das Werkstück abgeschrcck worden ist, hat 830" C betragen, wie bei den vorher gehenden Beispielen.Fig. H) shows a curve illustrating a distribution of hardness after quenching in the workpiece thus treated. According to the curve, the outer edge area 10V of the work piece 40 'with a radial length ">" (see above) has been subjected to a noticeable quenching, which leads to a hardness H _K C of 65 ^: while the rest is non-contact Area with a radial length ".v" has not been quenched and has an average hardness of H ^ C 30 '. The temperature from which the workpiece was chipped was 830 "C, as with the previous ones Examples.

Auf diese Weise ist das Werkstück fcrmgepreU und gleichzeitig wirksam abgeschreckt worden.In this way, the workpiece has been pre-treated and effectively quenched at the same time.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß das erfin dungsgemäße Verfahren eine kombinierte Formprcl· und Abschreckungswirkung zeigt, die entweder at das gesamte Werkstück oder örtlich begrenzt und m einem geringstmöglichen Abschrcckungsvcrzug au! geführt werden kann. Ein sonst erforderlicher Ar iaßvorgang mit Einspannung zur Beseitigung dtFrom the above it follows that the method according to the invention has a combined form principle and shows a deterrent effect that either affects the entire workpiece or is localized and m the least possible disengagement! can be performed. An otherwise required ar iaßvorgang with clamping for elimination dt

¹K-H \ ei Inrmmiü. die bei bet.aiiüten Ali leriahrui auftritt. v.ird praktisch überflüssig, rtlem wird die I Iärie\ciicilung in dem ab-.ktcn Werkstück äuücrst uleiclniuil'i^. \u>iel) ein v.eilerer Vorteil bei der Anwendung ^r. ndr.ng criiibl. ¹ KH \ ei Inrmmiü. who appears at bet.aiiüten Ali leriahrui. v. becomes practically superfluous, the Iairie \ ciicilung in the ab-.ktcn workpiece is extremely uleiclniuil'i ^. \ u> iel) a greater advantage in the application ^r . ndr.ng criiibl.

r iiewis^en L^;nisiaiuleii können die liiniielelinii oiler dav /u beliandelnde Werkstück •liciilieliiiiulelt weiilen. um die Abschreck- : /u beschleunigen oiler /u xer/öüern. Vm ι« ,„..„,„ _Z,_c.k kann eine H.Us.gkeit oder „„ I „her ■ ,r 'die ArbeitslUichen der I or.nelernente oder sogar : e /u behandelnde YKcW des \WkMuekesr iiewis ^ en L ^; nisiaiuleii can the liiniielelinii oiler dav / u beliandierenden workpiece • liciilieliiiiulelt weiilen. around the deterrent: / u accelerate oiler / u xer / öüern. Vm ι "" .. "" _Z, _c .k, a H.Us.gkeit or "" I "■ ago, r 'the ArbeitslUichen the I or.nelernente or even e / u treated YKcW of \ WkMuekes

Χ au^b, acht ,erden. Fs kann auch erne Nk-„üiohe /u.schen das Werkstück und die Arlvus-Γ , des Fonnelemenles gelegt werden Im emc ih vwrk.an,er.· Kühlung durel, das Kuh nntie, /, erreichen kann dieses vor l-li.ispeisunu in die U,r Χ au ^ b, eight, earth. The work piece and the arlvus-Γ, of the form element can also be placed in the emc ih vwrk.an, he .ispeisunu in the U, r

, ,· ,-,-1-IiIiIi verdau Unter bestimnr,, ·, -, - 1-IiIiIi digest under determ

kuhiraiime '. oigeKUIlll \.liu_,kuhiraiime '. oigeKUIlll \ .liu_,

imstanden kann eine Kühl-Sole venvendet ,er, ,.a cooling brine can be used, he,,.

Hierzu 2 lilatt ZeichnungenIn addition 2 lilatt drawings

Claims

1 2 forms is. without encumbering any two-dimensional claims: "parts of the propeller touch the fixed edges of the propeller blade in such a way that the applied- I. Process for machining steel mills holding means during cooling while pieces, in particular for the production of mine- 5 of the heat treatment occurring shrinkage bend springs or the like, whereby the workpiece can follow you immediately, ie remain in contact with the outside Preßvorgaug with the help of two wings, without exerting a jointly interacting molded part and a heat borrowed form force German treatment is subjected to a Erwärlegesehrii't 1171 942 a method is known that mung to the austenitic state and a io to reduce the heat distortion, which includes the quenching, thereby frightening a hardenable, essentially ringlörze ic Ii η el. that the workpiece as a blank is part of its own workpiece nd the Abzuni austenitic ZiMiind heated and then clamping between clamping jaws firmly clamped between the form aids with simultaneous disconnection, provision is made for pressing into shape by moving the clamping hook clamping. 15 ken this workpiece before quenching one

1. The method according to claim 1, thereby concentric neutral to the axis of the workpiece

knows / rejects that the workpiece is bent back and forth through a partial circle. The already finished one

The tension between the molded parts in the form of the workpiece should not be impaired.

pressed and at the same time only the clamped tigt. but on the contrary, received and before any-

Part is deterred. ₂ If there is a delay during the quenching process,