DE2030265A1

DE2030265A1 - Quenching plant for long workpieces - includes contour hugging spring loaded lamellar wall near ends

Info

Publication number: DE2030265A1
Application number: DE19702030265
Authority: DE
Original assignee: Firma Paul Ferd Peddinghaus
Current assignee: Firma Paul Ferd Peddinghaus
Priority date: 1970-06-19
Filing date: 1970-06-19
Publication date: 1972-05-31
Also published as: DE2030265B2

Abstract

The installation, esp. for long steel workpieces, comprises a number of vertical spring loaded parallel restraining elements which are in contact with the surface of the workpiece to be treated. Pref. the elements consist of parallel interlocking lamellae, arranged transversely across the workpiece surface near either end. The plant yields much more uniformly heat treated workpieces than conventional installations.

Description

"Vorrichtung zum Abschrecken bzw. Abkühlen von zu härtenden und/oder anzulassenden. insbesondere langgestreckten Werkstücken" Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abschrecken bzw. Abkühlen von zu härtenden und/oder anzulassenden, insbesondere langgestreckten Werkstücken. "Device for quenching or cooling down to be hardened and / or to be started. in particular elongated workpieces "The invention relates to to a device for quenching or cooling down to be hardened and / or tempered, especially elongated workpieces.

Derartige Abschreckvorrichtungen bestehen in der Regel aus einer Abschreckbrause, die einem dem Erwärmen des Werkstücks dienenden Heizelement nachgeschaltet ist. Beim Oberflächenhärten von Werkstücken, insbesondere von Führungsbahnen, Schienenköpfen oder ähnlichen Werkstücken läßt es sich nicht immer vermeiden, daß infolge von Rauhigkeiten der Werkstückoberfläche und darauf haftendem Schmutz sowie auch Oxydbildung kein gleichmäßiges Abschrecken des Werkstücks erreicht wird. Vielmehr führt das von der Abschreckbrause frei auf die Werkstückoberfläche auftreff ende Abschreckmittel zu einem mitunter stark unterschiedlichen Abschrecken, so daß unterschied~ liche Abschreckzonen entstehen. Dies ist insbesondere in solchen Fällen sehr nachteilig, in denen die Abschreckwirkung des Abschreckmittels dazu ausgenutzt werden soll, eine vorher gehärtete Schicht auf eine ganz bestimmte Festigkeit wieder anzulassen. In diesen Fällen ist es nämlich wichtig, daß die Abschreckwirkung eng begrenzt wird, um sicherzustellen, daß bei einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit die Wärme in einer bestimmten Zeit wieder aus der Werkstückoberfläche abgeführt wird.Such quenching devices usually consist of a quenching shower, which is connected downstream of a heating element serving to heat the workpiece. For surface hardening of workpieces, in particular guideways, rail heads or similar workpieces, it cannot always be avoided that as a result of roughness the workpiece surface and dirt adhering to it, as well as the formation of oxide uniform quenching of the workpiece is achieved. Rather, it leads from the Quenching shower freely impinging on the workpiece surface quenching agent quenching that is sometimes very different, so that different quenching zones develop. This is particularly disadvantageous in those cases in which the The quenching effect of the quenching agent is to be used, a previously hardened one To start the layer again to a certain strength. In these cases it is it is important that the deterrent effect is strictly limited in order to ensure that that at a constant feed rate the warmth in one a certain time is removed from the workpiece surface.

Es ist zwar schon bekannt, in der Nähe der Abschreckbrause auf die ihr zugewandte Werkstückoberfläche Abdeck- bzw.Although it is already known to be near the quenching shower on the the workpiece surface facing it, covering resp.

Distanzplatten aus Stahl, Asbest oder Kunststoff aufzusetzen. Abgesehen davon, daß diese einstückig ausgebildeten Platten das Werkstück nur vor dem Uberfluten durch das Abschreckmedium bewahren sollen, weisen sie auch in sehr kurzer Zeit einen erheblichen Verschleiß auf. Das ist vor allem darauf zurückzuführen, daß beim fortschreitenden Härten und Wiederanlassen in der Regel ein konvexer Werkstückverzug eintritt, der somit zu örtlich unterschiedlichen Verschleißerscheinungen an den Distanz- bzw.! Abdeckplatten führt. Das hat aber zur Folge, daß schon nach kurzer Zeit das Abschreckmittel an den Verschleißstellen unterhalb der Abdeckplatten hervortritt und somit eine unregelmäßige Härte ausbildung an der Oberflächenschicht bewirkt.Put on spacer plates made of steel, asbestos or plastic. Apart from that from the fact that these one-piece plates only touch the workpiece before flooding to preserve by the quenching medium, they also have a very short time significant wear and tear. This is mainly due to the fact that the progressive Hardening and re-tempering usually results in a convex workpiece distortion thus to locally different signs of wear on the distance or! Cover plates leads. However, this has the consequence that after a short time the detergent protrudes at the wear points below the cover plates and thus a causes irregular hardness formation on the surface layer.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine zum Abschrecken von zu härtenden und/oder anzulassenden, insbesondere strangförmigen Werkstücken geeignete Vorrichtung zu schafen, die ein wesentlich gleichmäßigeres Abschrecken des zu härtenden bzwol anzulassenden Werkstücks ermöglicht, Das wird erfindungsgemäß durch mehrere nebeneinanderliegende im wesentlichen vertikal zu der zu härtenden bzw. anzulassenden Oberfläche des Werkstücks nachgiebig gelagerte Begrenzungselemente erreichte die vor; zugsweise quer zur Werkstücklängsachse angeordnet sind' Hierdurch läßt sich das Abschreckmedium-in kontrollierbarer Weise in der Abschreckzone in bestimmten Bahnen lenv ken, so daß sich eine weitgehend gleichmäßige und genau begrenzte Abkuhlstrecke~ergibt. Mit der eflindt'sig-sgemäßen Vorrichtung wird somit sichergestellt, daß auch nach längerem Gebrauch kein Abschreckmfttel unter den Begrenzungselementen hervortritt oder hinter der Brause auf die Werkstückoberfläche gelangt.The object on which the invention is based is now to provide a for quenching to be hardened and / or tempered, in particular strand-shaped Workpieces suitable device to sheep, which a much more uniform Quenching of the workpiece to be hardened or tempered is made possible according to the invention by several juxtaposed substantially vertically to The surface of the workpiece to be hardened or tempered is flexibly mounted Limiting elements reached the before; preferably arranged transversely to the longitudinal axis of the workpiece In this way, the quenching medium can be controlled in the quenching zone lenv ken in certain paths, so that a largely uniform and accurate limited cooling distance ~ results. With the device according to eflindt'sig ensured that even after a long time Do not use a deterrent protrudes under the delimitation elements or behind the shower on the workpiece surface got.

Vorteilhaft bestehen die Begrenzungselemente aus sich mit ihren freien Enden unabhängig voneinander an die Werkstückoberfläche anlegenden Lamellen, Die Lamellen können an ihren seitlichen Berührungsfiächen durch eine geschliffene Oberfläche abgedichtet sein. Vorzugsweise empfiehlt-es sich jedoch, wenn die jeweils benachbarten Lamellen mit an ihren einander zugewandten Stirnseiten angeordneten, profilierten Ausnehmungen bzw. Vorsprüngen od.dgl. ineinandergreifend ausgebildet sind. Dieses Ineinandergreifen der jeweils benachbarten Lamellen beeinträchtigt in keiner Weise die vertikale Bewegungs- bzw. Fuhmngsmögllchkeit der Lamellen.The delimiting elements advantageously consist of their free ones Ends independently of one another on the workpiece surface applying lamellae, Die Slats can be touched by a sanded surface on their side be sealed. Preferably, however, it is advisable if the respectively neighboring Lamellas with arranged on their facing end faces, profiled Recesses or projections or the like. are formed interlocking. This Interlocking of the respectively adjacent lamellas does not impair in any way the vertical movement or Fuhmngsmögllchkeit the slats.

Die vorzugsweise aus unmagnetischem, nicht rostendem Werkstoff, Kunststoff oder Keramik bestehenden Lamellen sind an ihren der zu härtenden bzw. anzulassenden Oberfläche des Werkstücks zugewandten Enden mit der Form und Beschaffenheit der Werkstückoberfläche angepaßten Gleitelementen versehen. Wesentlich ist dabei, daß unabhängig von der speziellen Ausgestaltung der Gleitelemente alle Lamellen an ihren Endflächen so ausgebildet sind, daß sie auf der Werkstückoberfläche eine Art Dichtlinie bilden, Dabei können in Nuten der Gleitelemente oder der freien Stirnseiten der Lamellen Dichtrollen eingelassen oder zumindest die Gleitelemente selbst verschleißfest ausgebildet sein.The preferably made of non-magnetic, rustproof material, plastic or ceramic lamellae are to be hardened or tempered at their of the Surface of the workpiece facing ends with the shape and nature of the Sliding elements adapted to the workpiece surface. It is essential that regardless of the special design of the sliding elements, all slats on their End faces are designed so that they form a kind of sealing line on the workpiece surface Form, It can be in the grooves of the sliding elements or the free end faces of the Lamellar sealing rollers let in or at least the sliding elements themselves are wear-resistant be trained.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn jede Lamelle an ihrer dem Werkstück abgewandten Seite unter der Wirkung einer Druckfeder steht und mittels einer Führungsstange oberseitig gleitbeweglich gelagert ist. Dabei kann die vorzugsweise tunnelartig ausgebildete Abschreckbrause an mindestens einer Stirnseite je einen der gleitbeweglichen Lagerung der Lamellen dienenden Führungskasten mit zur Brausenlänge relativ schmalem Querschnitt aufweisen. Eine leichte Anpassung an verschiedene Arbeitsbedingungen ergibt sich dannß wenn erfindungsgemäß die Führungskästen mit gegenüber einem mittleren Zuleitungsstück verschiebbaren Tragstücken versehen sind.Finally, it has been found to be particularly beneficial when each Lamella on its side facing away from the workpiece under the action of a compression spring stands and is slidably mounted on the top by means of a guide rod. Included can the preferably tunnel-like quenching shower on at least one Front side one each the sliding bearing of the slats is used Have guide box with a relatively narrow cross-section to the length of the shower. One easy adaptation to different working conditions then results when according to the invention the guide boxes with displaceable relative to a central supply line piece Support pieces are provided.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben.Several embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below.

Es zeigen: Fi. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abschreckvorrichtung, Fig. 2 einen zugehörigen Querschnitt, Fi 3 mehrere Ausführungsbeispiele der in der Abschreckbrause gleitbeweglich gelagerten Lamellen, Fig. 4 verschiedene Ausführungsbeispiele der an der zu härtenden bzw. anzulassenden Werkstückoberfläche anliegenden Gleitelemente der Lamellen, Fig,' 5 weitere Ausbildungen der unteren Enden der Lamellen und Fiz. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der Abschreckbrause in einer Seitenansicht.It show: Fi. 1 shows a longitudinal section through a quenching device according to the invention, FIG. 2 shows an associated cross section, FIG. 3 shows several exemplary embodiments of the FIG Quenching shower slidably mounted slats, Fig. 4 different embodiments the sliding elements resting on the workpiece surface to be hardened or tempered of the lamellae, Fig, '5 further configurations of the lower ends of the lamellae and Fiz. 6 shows a modified embodiment of the quenching shower in a side view.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Abschreckvorrichtung 14 ist in üblicher, jedoch nicht dargestellter Weise einem Heizelement, beispielsweise einem Härtebrenner oder Induktor nachgeschaltet0 Mit Hilfe der Abschreckvorrichtung 11 soll ein zuvor durch den Härtebrenner oder den Induktor erwärmtes Werkstück 12 abgeschreckt bzw. abgekühlt werden.The quenching device 14 shown in Figs. 1 and 2 is in the usual, however, not shown, a heating element, for example a hardening burner or inductor downstream 0 With the help of the quenching device 11 a previously The workpiece 12 heated by the hardening torch or inductor is quenched or be cooled down.

Die Abschreckvorrichtung bzw. -brause 11 besteht im wesentlichen aus einem mit einem Einlaßstutzen 13 versehenen Mittelstück 14, auf dessen beiden seitlichen Enden axial verstellbare Tragstücke 15 gelagert sind.1 Die Abschreckbrause 11 ist zur Oberfläche 16 des zu härtenden Werkstücks 12 hin offen, so daß das durch den Einlaßstutzen 13 einströmende Abschreckmittel in Richtung der angegebenen Pfeile auf die Werkstückoberfläche 16 gelangen kann.' In Längsrichtung wird jedoch der Fluß des Abschreckmittels durch in den Tragstücken 15 vertikal zur Werkstückoberfläche gleitbeweglich gelagerte Lamellen 17 begrenzt.The deterrent device or shower 11 consists essentially of one provided with an inlet port 13 Middle piece 14, on the two lateral ends of which axially adjustable support pieces 15 are mounted The quenching shower 11 faces the surface 16 of the workpiece 12 to be hardened open, so that the detergent flowing in through the inlet port 13 in the direction the indicated arrows can reach the workpiece surface 16. ' Longitudinal however, the flow of the quenchant through in the support pieces 15 is vertical to the Slidably mounted slats 17 limited workpiece surface.

Wie insbesondere aus Fig.' 2 hervorgeht,' befinden sich an jedem Ende der Abschreckbrause 11 mehrere nebeneinanderliegende Lamellen 17.' In dem zwischen den beiden Gruppen von Lamellen 17 befindlichen Zwischenraum soll das Werkstück 12 nach dem Härten durch Eigenwärme angelassen werden.As in particular from Fig. 2, 'are at each end of the quenching shower 11 several adjacent lamellae 17. ' In the between the space between the two groups of lamellae 17 is to be the workpiece 12 can be tempered after hardening by inherent heat.

Durch entsprechendes axiales Verstellen der Tragstücke 15 kann der Zwischenraum bzw. die Abschreckzone beliebig verändert werden.1 Infolge von Rauhigkeiten der Werkstückoberflächea von darauf sitzendem Schmutz oder Oxyden sowie einem konvexen Werkstückverzug während des fortschreitenden Härtens und Wiederanlassens ist es erforderlich, daß sich die nebeneinanderliegenden Lamellen 17 sehr genau der Oberfläche 16 des Werkstücks 12 anpassen, um so eine vollständige Linienführung zu bilden, d.h.i eine genau begrenzte Anlaß strecke zu gewährleisten.By appropriate axial adjustment of the support pieces 15, the Intermediate space or the quenching zone can be changed as required. 1 As a result of roughness the workpiece surfacea from dirt or oxides sitting on it as well as a convex one It is workpiece distortion during progressive hardening and re-tempering required that the adjacent lamellae 17 very precisely the surface 16 of the workpiece 12, so as to form a complete line, i.e. to guarantee a precisely limited range of occasions.

Um die gewünschte Anlage der Lamellen 17 an der Werkstückoberfläche 16 zu erreichen, sind die Lamellen:nachgiebig in an den Enden der Tragstücke 15 befindlichen, metallischen Führungskästen 18 gleitbeweglich gelagert." Weiterhin stehen die Lamellen 17 unter der Wirkung von Druckfedern 19. An den oberen Enden der Lamellen 17 sitzen ferner Führungsstangen 21, die in in den Führungskästen 18 angeordneten Bohrungen 22 axial beweglich gelagert sind. Durch die Wirkung der Federn 19 wird sichergestellt, daß die Lamellen 17 bei geringstmöglichem Verschleiß ständig mit der Oberfläche 16 des Werkstücks 12 in Kontakt bleibend Zum Erzielen einer guten Führung sowie Abdichtung der nebeneinanderliegenden Lamellen 17 greifen diese mit an ihren jeweils benachbarten Stirnseiten angeordneten profilierten Ausnehmungen 23 bzw. Vorsprüngen 24 ineinander. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, können die Seitenflächen der Lamellen 17 aber auch geradlinig oder stufenförmig zueinander versetzt verlaufen.To achieve the desired contact between the lamellae 17 and the workpiece surface 16, the lamellas are: flexible in at the ends of the support pieces 15 located, metallic guide boxes 18 slidably mounted. "Furthermore the lamellae 17 are under the action of compression springs 19. At the upper ends the slats 17 also sit guide rods 21 that are in in the Guide boxes 18 arranged bores 22 are axially movably mounted. By the action of the springs 19 ensures that the slats 17 at the lowest possible Wear constantly with the surface 16 of the workpiece 12 remaining in contact Achieving good guidance and sealing of the adjacent slats 17 grip these with profiled ones arranged on their respective adjacent end faces Recesses 23 or projections 24 into one another. As can be seen from Fig. 3, can however, the side surfaces of the lamellae 17 are also rectilinear or stepped with respect to one another run staggered.

Je nach Rauhigkeit und Beschaffenheit der Oberfläche 16 können die unteren Enden der Lamellen 17 mit verschiedenartigen Gleitelementen 25 versehen sein, wie sie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt sind. Sie können somit in einer Spitze auslaufen oder aber auch flach oder rund ausgebildet sein, sowie profilierte Formen aufweisen.' Unabhängig von der jeweiligen Ausbildung der Gleitelemente 25 sind die Lamellen 17 so ausgebildet, daß auf der Werkstückoberfläche 16 immer eine Abdichtlinie gebildet wird, die den Fluß des Abschreckmittels in Längsrichtung begrenzt.Depending on the roughness and nature of the surface 16, the The lower ends of the slats 17 are provided with sliding elements 25 of various types as shown in FIG. 4, for example. You can therefore use a Taper to the tip or else be flat or round, as well as profiled Have shapes. ' Regardless of the respective design of the sliding elements 25 the lamellae 17 are designed so that there is always one on the workpiece surface 16 Sealing line is formed which limits the flow of the quench in the longitudinal direction.

Um auch besonders gravierenden Verschleiß erscheinungen zu begegnen, können die unteren Enden der Lamellen 17 auch in einer besonderen Weise verschleißfest ausgebildet sein.In order to counter particularly serious signs of wear and tear, the lower ends of the slats 17 can also be wear-resistant in a special way be trained.

So können beispielsweise gemäß Fig.' 5 in am unteren Ende der Lamellen 17 befindliche Nuten Dichtrollen 26 eingelassen werden oder aber die Gleitelemente durch einen Zweischichtenwerkstoff 27, eine aufgelötete Hartmetallschicht 28 oder aber durch eine oberflächengehärtete Schicht 29 verschleißfest gemacht werden0, Es versteht sich, daß die Wahl einer mit bestimmten Gleitkörpern 25 ausgerüsteten Lamellengruppe 17 entsprechend der Gestalt und Beschaffenheit des Werkstücks 12 getroffen wird. Es kommt dabei darauf an, daß eine scharf begrenzte Abschrecklinie erreicht wird und auch nach längerem Gebrauch kein Abschreckmittel unter den Lamellen 17 hervorkommt und hinter der Brause 11 auf die Werkstückoberfläche 16 gelangt. Dabei spielt grundsätzlich der Werkstoff der Lamellen 17 keine Rolle. Vorzugsweise bestehen diese jedoch aus unmagnetischem und nichtrostendem Werkstoff, wie z.B.t Chromstahl, Kunststoff oder Keramik. Auch die Breitenabmessungen der Lamellen 17 sind von untergeordneter Bedeutung; sie werden jedoch zweckmäßig nach der Größe und Querschnittsform des zu härtenden Werkstücks ausgewählt.For example, according to FIG. 5 in at the bottom of the slats 17 located grooves sealing rollers 26 are embedded or the sliding elements by a two-layer material 27, a soldered hard metal layer 28 or but can be made wear-resistant by a surface-hardened layer 290, It goes without saying that choosing one with certain sliders 25th equipped lamella group 17 according to the shape and nature of the Workpiece 12 is hit. It is important that a sharply delimited Quenching line is reached and no quenching agent even after prolonged use comes out from under the slats 17 and behind the shower 11 on the workpiece surface 16 arrives. In principle, the material of the lamellae 17 does not play a role. However, they are preferably made of non-magnetic and rustproof material, such as chrome steel, plastic or ceramics. Also the width dimensions of the slats 17 are of minor importance; however, they become appropriate according to size and the cross-sectional shape of the workpiece to be hardened is selected.

Die in Fig0? 6 dargestellte Abschreckbrause 11 mit einem mittleren Einlaß 13 besitzt zwei dachförmig zueinander liegende Schenkel 31, 32, in denen jeweils in oben beschriebener Weise die Lamellen 17 angeordnet sind.' Mit Hilfe einer solchen Einrichtung können vorzugsweise profilierte Führungsbahnen, z.B. Dachkantprismen nach dem Härten in erfindungsgemäßer Weise bearbeitet werden0?The one in Fig0? 6 shown deterrent shower 11 with a middle Inlet 13 has two roof-shaped legs 31, 32, in which The lamellae 17 are arranged in each case in the manner described above. With help Such a device can preferably have profiled guideways, e.g. roof prisms after hardening are processed in the manner according to the invention0?

Claims

Patent claims: 1.1 Device for quenching or! Cooling down from to be hardened and / or to be tempered, in particular elongated workpieces, g e k e n n n z e i h n e t d u r c h several juxtaposed, essentially vertical to the to be hardened resp. ' surface to be tempered (16) of the workpiece (12) resiliently mounted limiting elements.

2. Quenching device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the limiting elements are arranged transversely to the longitudinal axis of the workpiece are.

3. Quenching device according to claim 1 or 2 d a d u r c h g e k It is noted that the delimiting elements are made up of their free ends lamellae (17) that rest independently of one another on the workpiece surface (16) exist.

4. Quenching device according to one or more of claims 1 to 3, d a u r c h e k e n n z e i-c h -n e t t that each adjacent slats with profiled recesses arranged on their facing end faces (23) or projections (24) or the like. are formed interlocking.

5. Quenching device according to one or more of claims 1 to 4, d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t, that the preferably made of non-magnetic, non-rusting material, plastic or ceramic existing lamellae (17) theirs to be hardened or tempered Surface (16) of the Workpiece (12) facing ends of the shape and nature of the workpiece surface (16) have adapted sliding elements (25).

6. Quenching device according to claim 5, d a d u r c h g e k e n It is noted that the sliding elements (25) are made of wear-resistant material.

7. Quenching device according to claim 5 or 6, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h in grooves of the sliding elements (25) or the free end faces sealing rollers (26) embedded in the lamellas (17).

8. Quenching device according to one or more of claims 1 to 7, d a d u r c h g e k e n n z e i 0 h -n e t X that each lamella (17) on its the side facing away from the workpiece (12) is under the action of a compression spring (19) and is slidably mounted on the top by means of a guide rod (21).

9. Quenching device according to claim 82 d a d u r c h g e k e n Nz e i c h n e t that the preferably tunnel-like quenching shower (11) on at least one end face each one of the slidably movable mounting of the slats (17) serving guide box (18) with a relatively narrow cross-section to the shower length having.

10. Quenching device according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t t that the guide boxes (18) with opposite a middle supply line style (14) displaceable support pieces (15) are provided.

11. Quenching device according to one or more of claims 1 to 10, that the quenching shower (11) has a has a substantially roof-shaped cross-section.

12. Quenching device according to claim 1a d a d u r c h g e k e n N z e i c h n e t that the delimiting elements are bundled in the manner of a brush Wires exist.