DE2054777B2 - Abschreckvorrichtung - Google Patents

Description

fuhr von Kühlmedium zu der Werkstückoberfläche Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch er

in der Serienfertigung zu lösen, hat man versucht, reicht, daß die Versorgungsteile der Düsen ver

Abschreckvorrichtungen zu konstruieren, die das schiebbar an einem ringförmigen Tragelement an

Werkstück über Sprühvorrichtungen mit einem abso- geordnet und daß die Versorgungsteile mit einen

lut gleichmäßigen Kühlmediumnebel umgeben. Der- 5 Abstandhalter versehen sind.

artige Vorrichtungen ermöglichen zwar erstmalig ein Durch die verschiebbare Befestigung der Düser kontinuierliches Abschrecken von langgestreckten mit ihren Versorgungsteilen an den ringförmiger Werkstücken wie Rohren, Stangen, Wellen od. dgl. in Tragelementen der Abschreckvorrichtung in Verbin-Fe.rtigungsstraßen, sind jedoch nur in der Lage, eine dung mit einem auf die Lage der Versorgungsteile relativ kleine Kühimittelmenge pro Zeiteinheit auf io einwirkenden Abstandshalter wird sichergestellt, daE die Werkstückoberfläche aufzubringen. Die für eine der Abstand zwischen der Düsenöffnung und der optimale Gefügeumbilaung notwendige, relativ große Oberfläche des durchlaufenden Werkstückes in je-Kühlmediummenge innerhalb der hierfür notwendi- dem Falle absolut konstant gehalten wird. Vorzugsgen kurzen Zeit auf die Werkstückoberfläche aufzu- weise stützt sich jedes der verschiebbar angeordneten bringen, ist mit derartigen Sprühvorrichtungen dage- 15 Versorgungsteile mit seinem Abstandshalter an dem gen nicht möglich. Dies hat zur Folge, daß einmal abzuschreckenden Gegenstand ab. Abweichungen mit derartigen Vorrichtungen keine optimalen Um- des durch die Vorrichtung l-'ifenden Werkstückes wandlungserge'onisse erzielt werdea können und zum von seinem vorgegebenen Weg sind damit unerhebanderen die Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungs- lieh. Bei Versuchen hat man nun festgestellt, daß es sii al.k auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Abschreck- 20 unter der Voraussetzung der Einhaitun« eines ge- \ Errichtung abgestimmt werden muß. Häufig müssen nauen Abstandes zwischen den Düsen und der WerkdaJurch geringere Produktionsgeschwindigkeiten in stiicJOberfläche möglich ist, an Stelle des üblichen Kauf genommen werden. Sprühnebelvorhanges einen festen Wasservorhang

Derartige für ein kontinuierliches Abschrecken auf das Werkstück einwirken zu lassen, ohne daß da- \i)ii langgestreckten Werkstücken in Fertigungsstra- 25 bei die Gefahr einer ungleichmäßigen Behandlung ßcn geeignete Vorrichtungen zur Erzeugung eines der Werkstückobenläche besteht. Sprühnebels sind beispielsweise in den USA.-Patent- Bei Versuchen hat sich ferner gezeigt, daß der sclirii'ten 2 776 230 und 2 623 531 dargestellt. Vor- harte Wasservorhang in der Lage ist, den sich häufig aussetzung für eine zufriedenstellende Arbeitsweise beim Abschreckvorgang stellenweise bildenden dieser Vorrichtung ist, daß das abzuschreckende 30 Dampffilm auf der Oberfläche des Werkstückes zu Werkstück genau durch die Symmetrieachse der Du- durchdringen. Den sich direkt über der Oberfläche senringe gefördert wird. Da dies in der Praxis jedoch des Werkstückes bildenden Dampffilm zu zerstören mit der erforderlichen Genauigkeit nicht immer reali- bzw. seine Ausbildung zu verhindern, ist deshalb sicrbar ist, ist die Gefahr einer unterschiedlichen Be- notwendig, weil die ausgezeichnete isolierende Eigenhandlung der Werkstückoberfläche sehr groß. Dies 35 schaft dieses Dampffilmes einer gleichmäßigen Bewird um so deutlicher, als bekannt ist, daß der Ein- handlung der Oberfläche des Werkstückes entgegenlliiß des Abstandes der Düsenöffnung zur Werk- wirkt. Auf Grund der isolierenden Wirkung dieses siückoberfläche in die Funktion im Quadrat eingeht. Dampffilmes ist es mit Abschreckvorrichtungen der Somit verursachen bereits kleine seitliche Abwei- bekannten Art häufig nicht möglich gewesen, eine chungen des Werkstückes vom vorgegebenen Förder- 40 vollständige Gefügeumwandlung, beispielsweise von weg unterschiedliche Abschreckbedingungen und so- Austenit zu Martensit, die innerhalb eines relativ eng mit eine ungleichmäßige Gefügeumvvandlung. bemessenen Zeitraumes durchgeführt werden muß.

Dn mit Sprühdüsen arbeitende Abschreckvorrich- zu erzielen.

tungen der bek- .mten Art, wie bereits eingangs aus- Wie oben ausgeführt, wird durch die erfindungsgeführt, die für eine optimale Gefügeumwandlung 45 gemäßen Merkmale sichergestellt, daß ein absolut des Werkstückes notwendige Kühlmediummenge einheitlicher Wasservorhang auf die Werkstückobernicht in der hierzu erforderlichen kurzen Zeitspanne fläche auftrifft, der in der Lage ist, den Dampffilm auf das Werkstück aufbringen können, ist bereits einheitlich zu durchdringen und somit eine gleichmävcrsucht worden, bei der Bearbeitung von rohrförmi- ßige Wärmebehandlung der Werkstückoberfläche gegen Werkstücken die Abschreckgeschwindigkeit 50 w .hrleistet. Es hat sich ferner herausgestellt, daß es durch zusätzliches Aufbringen von Kühlmedium auf für ein Durchdringen des Dampffihnes unter Vermeidie Innenfläche des Werkstückes zu erhöhen. Zu die- dung der mit dem Zurückfließen des Kühlmediums »em Zweck wird, wie in der USA.-Patentschrift verbundenen Probleme zweckmäßig ist, diesen Was-3 294 599 beschrieben, eine dornartige Sprühsonde in servorhang in einem sich von dem Eingang bis zum den lichten Querschnitt des rohrartigen Werkstückes 55 Ausgang der Vorrichtung verändernden Winkel auf eingeschoben. Es bedarf keiner weiteren Erläuterun- die Werkstückoberfläche auftreffen zu lassen. Zwar pen, daß eine derartige Anordnung, wie sie in der ist es bekannt, die Sprühdüsen von Abschreckvor-USA.-Patentschrift beschrieben ist, für die Wärme- richtungen der bekannten Art in einem bestimmten behandlung langer Gegenstände auf Grund ihres konstanten Winkel gegenüber der Oberfläche des zu großen Platzbedarfc^K ungeeignet ist. 60 besprühenden Werkstückes zu neigen, jedoch ist der

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es. eine für Einfluß eines sich vom Eingang bis zum Ausgang der die kontinuierliche Arbeitsweise in Fertigungsstraßen Vorrichtung verändernden Winkels auf das Zurückgeeignete Abschreckvorrichtung zu schallen, die es fließen des Kühlmediums bisher nicht bekannt gewcbei einfachem Aufbau erstattet, auch große Mengen sen.

von Kühlmedium in kürzester Zeit absolut gleichmä- 65 Die Bildung eines kontinuierlichen Kühimittelvor-

ßig auf die Oberfläche eines durch die Vorrichtung hangs bei gleichzeitiger Verhinderung eines Kühlmit-

kontinuierlich geförderteil langgestreckten Werkstük- telrückflusses, wird bei einer Vorrichtung der crfin-

kcs aufzubringen. dungsgcmäßtn Art z\v~ckmäßieerweise noch darlnrrb

verbessert, daß jedes Versorgungsteil neben einer melrohr 34. das mit bügeiförmigen Klammern 36 an

Düse ein im Bereich dieser Düse angeordnetes Leit- dem ringförmigen Tragelement 30 befestigt ist. Jedes

blech umfaßt, das derart geformt ist, daß es zusam- dieser ringförmigen Sammelrohre 34 besitzt einen

men mit den benachbarten Leitblechen eine for- Einlaßflansch 38 sowie eine Anzahl von Verteileran-

mende Wirkung auf den Kühlmittelvorhang ausübt. 5 Schlüssen 40. An diese Verteileranschlüsse 40 sind

Ein robuster, mit wenigen Handgriffen unter- flexible Leitungen 42 angekuppelt, die das für den schicdlichen Werkstücksformen angepaßter Aufbau Abschreckvorgang benötigte Kühlmedium zu den wird bei einer Abschreckvorrichtung der erfindungs- einzelnen Versorgungsteilen 32 leiten, gemäßen Art dadurch erreicht, daß jedes der ver- Wie insbesondere den F i g. 3 und 3 A entnomschiebbar angeordneten Versorgungsteile einen ver- io men werden kann, besteht ein Versorgungsteil 32 aus schiebbar an einem Führungsschlitten angebrachten einem an dem ringförmigen Tragclement 30 befestig-Düsenträger umfaßt und daß ein Führungsbett zur ten Führangsbett 78, 84. das einen Führungsschlitten verschieb- und verstellbaren Lagerung des Führungs- 54 für einen Düsenträger 52 trägt. Der Führungsschlittens an dem Tragelement sowie mindestens eine schlitten 54 ist auf dem Führungsbett über eine Spin-Feder an einem der verschiebbaren Elemente zum 15 del 80 hin- und herverschiebbar, welche mit ihrem Bewegen des Versorgungsteiles auf den Gegenstand einen Ende 88 an der einem zu bearbeitenden Gezu vorgesehen ist, wobei die Federn zwischen dem genstand 74 entgegengesetzten Seite des Führungs-Düsenträger und dem Führungsschlitten angeordnet Schlittens 54 gelagert und in einer auf dem Führungssind. bett befestigten Mutter 92 gehalten ist.

Ferner ist es zweckmäßig, daß Einrichtungen zum 20 In dem Führungsschlitten 54 sind außerdem zwei Zurückziehen oder Zustellen der Versorgungsteile Schieberstangen 72 gelagert, die mit ihren freien, gegenüber dem abzuschreckenden Gegenstand vorge- dem Gegenstand 74 zugewandten Enden an dem Düsehen sind, und daß die Vorrichtung ein ringförmiges senträger 52 befestigt sind und in einer von dem Ge-Sammelrohr umfaßt, das im Bereich des ringförmi- genstand 74 weggerichteten Richtung nur gegen die gen Tragelementes angeordnet ist und über eine 25 Kraft einer Feder 76 verschoben werden können. Vielzahl von elastischen Leitungen mit den Versor- An dem Düsenträger 52 ist über ein Anschlußgungsteilen der Vorrichtung verbunden ist. stück 44 die flexible Leitung 42 für die Zufuhr des

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ab- Kühlrncüiurns befestigt. Auf Her dem Gegenstand 74 schreckvorrichtung wird zweckmäßigerweise noch zugewandten Seite besitzt der Düsenträger 52 ferner dadurch verbessert, daß eine Vielzahl von ringförmi- 30 eine mit ihrer Arbeitsrichtung gegenüber der Achse gen Tragelementen in bezug auf den abzuschrecken- des Gegenstandes 74 geneigten Düse 58, die im Beden Gegenstand in axialer Richtung hintereinander reich ihrer Austrittsöffnung 96 mit einem Leitblech angeordnet sind, wobei jedes Tragelement eine An- 68 versehen ist. Durch die Formgebung dieses Leitzahl von Versorgungsteilen trägt, wobei die Versor- bleches 68. dessen wirksame Oberseite 94 gcringfügungsteile eines Tragclementes gegenüber den Ver- 35 gig gekrümmt ist, wird zusammen mit benachbarten sorgungsteilen des benachbarten Tragelementes ver- Düsen und Leitblechen ein kontinuierlicher einheitlisetzt sind. eher Wasservorhang gebildet, der den zu behandeln-

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und den Gegenstand 74 gleichmäßig umgibt. Die Bewe-

zum besseren Verständnis zwei Ausführungsbeispiele gungsrichtung des Gegenstandes 74 ist dabei durch

der Erfindung in den Zeichnungen näher beschrieben 40 den Pfeil 98 angezeigt,

und erläutert. Es zeigt Die Düse 58 ist über ein mit Gcwin· : versehenes

F i g. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Zwischenstück 66 an dem Düsenträger 52 befestigt

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ab- und wird mit Kühlmedium aus der elastischen Lei-

schreckvorrichtung, tung 42 über einen sich durch den Düsenträger 52

F i g. 2 eine perspektivische Vorderansicht der 45 hindurcherstreckenden Kanal 70 gespeist.

Vorrichtung gemäß F i g. 1, Außer mit einer Düse 58 ist jeder Düsenträger 52

F i g. 3 eine Teil-Vorderansicht gemäß F i g. 2 zur mit seiner dem Gegenstand 74 zugewandten Seite Behandlung von Gegenständen mit kleinem Durch- noch mit einem Abstandhalter 60 in Form eines Ramesser und des ausgestattet, das sich mit seinem Umfang auf dei

Fig.3A einen Schnitt in der Ebene IIIΛ-IIIΛ so Außenfläche des Gegenstandes 74 abstützt" und ir

der F i g. 3. dem unteren Teil 56 des Düsenträgers 52 in einei

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, wird die erfindungs- entsprechenden Ausnehmung 64 mittels eines BoI

gemäße Abschreckvorrichtung 20 von einem oberen zens 62 gelagert ist. Der Abstandhalter 60 stellt si

Träger 22 sowie zwei unteren Trägern 24 gehalten. eher, daß die wirksame Vorderkante des Leitbleche

Die beiden unteren Träger 24 sind über Querstreben 55 68 der Düse 58 stets in einem vorgegebenen Ab

26 miteinander verbunden. Diese Querstreben 26 tra- stand X von der zu behandelnden Oberfläche de

gen je ein ringförmiges Tragelement 30, das über Gegenstandes 74 zu liegen kommt Die Neigung de

einen Winkel 28 an seiner Oberseite mit dem Träger auf den Gegenstand 74 auftreffenden Wasservorhan

22 verbunden ist. Jedes ringförmige Tragelement 30 ges hängt dabei vom Neigungswinkel der wirksa

trägt eine Reihe von Versorgungsieilen 32, die im 60 men Fläche des Leitbleches 68 der Düse 58 ab.

einzelnen später noch genauer beschrieben werden. Der Führungsschlitten 54 des Versorgungsteile

Die in F i g. 1 dargestellte Abschreckvorrichtung 20 32 besitzt einen Bolzen 82, der in einem Langloch 8

weist insgesamt acht ringförmige Trag, lemente 30 des Führungsbettes verschiebbar ist. Durch Festzu

auf. Die Anzahl der ringförmigen Tragelemente 30 hen einer Mutter 90 des Gewindebolzens 82 kan

richtet sich jedoch stets nach der geforderten Be- 65 der Führungsschlitten 54 an dem Führungsbett 71

handlungsweise. 84 festgestellt werden.

Jedes ringförmige Tragelement 30 trägt, wie aus In F i g. 3 ist, teilweise abgebrochen, ein im w

F i g. 1 ersichtlich ist, ein ebenfalls ringförmiges Sam- sentlichen der F i g. 3 A entsprechendes Ausfül

rungsbeispiel dargestellt, das zur Behandlung von Gegenständen 74 mit kleinem Durchmesser eingerich'· t ist. Aus Platzgründen ist es bei der Behandlung von Gegenständen mit kleinem Durchmesser zweckmäßig, nur jeweils jedes zweite Versorgungsteil 32 e mit seinem Abstandhalter 60 e.uf dem Gegenstand abstützen zu lassen. Jedes dazwischen liegende Versorgungsteil 32 rf ist in einem solchen Fall etwas aus der Mittelöffnung 100 der Vorrichtung herausgezogen.

Auf der in F i g. 2 dargestellten perspektivischen Vorderansicht der Vorrichtung gemäß F i g. 1 geht hervor, daß in Längsrichtung der Vorrichtung betrachtet, die an einem ringförmigen Tragelemenl 30 befestigten Düsen 58 gegenüber den am benachbarten ringförmigen Tragelement befestigten Düsen 58 versetzt sind. Die Praxis hat gezeigt, daß ein derartiges Versetzen der Düsen die Bildung eines gleichmäßig auf den Gegenstand 74 einwirkenden Wasserfilmes noch verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

10. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs-Patentansprüche: teile (32) eines Tragelementes (30) gegenüber den Versorgungsteilen (32) des benachbarten

1. Abschreckvorrichtung mit radialer Düsen- 5 Tragelementes (30) versetzt sind.

anordnung, dadurch gekennzeichnet, 11. Abschreckvorrichtung nach Anspruch8,9 daß die Versorgungsteile (32) der Düsen (58) und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ververschiebbar an einem ringförmigen Tragelement sorgungsteil (32) mit einem Teil des ringförmigen (30) angeordnet und daß die Versorgungsteile Sammelrohrc: (34) versehen ist und ein sich axial (32) mit einem Abstandhalter (60) versehen sind. io erstreckendes Zuleitungsrohr mit jedem der ring-

2. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 1, da- förmigen Sammelrohre (34) verbunden ist.
durch gekennzeichnet, daß jedes der verschiebbar 12. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 9, angeordneten Versorgungsteile (32) sich mit sei- 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nem Abstandhalter (60) an dem abzuschrecken- Versorgungsteiie (32) von mindestens einem ringden Gegenstand (74) abstützt. 15 förmigen Tragelement (30) derart angeordnet

3. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 1, da- sind, daß sie in bezug auf die Versorgungsteile durch gekennzeichnet, daß jedes der verschiebbar (32) eines benachbarten Tragelementes (30) das angeordneten Versorgungsteile (32) einen ver- Kühlmedium in einem unterschiedlichen Winkel schiebbar an einem Führungsschlitten (54) ange- zur Oberfläche des Gegenstandes (74) leiten,
brachten Düsenträger (52) umfaßt und daß ein 20 13. \bschreckvorrichtung nach Anspruch 12, Führungsbett (78, 84) zur verschieb- und verstell- dadurch gekennzeichnet, daß dieser Winkel sich baren Lagerung des Führungsschlittens (54) an vom Tragelement (30) am Eingang der Vorrichdem ringförmigen Tragelement (30) sowie minde- tung zum Tragelement (30) am Ausgang der Vorstens eine Feder (76) an einem der verschiebba- richtung vergrößert.

ren Elemente zum Bewegen des Versorgungstei- 25

!es (32) auf den Gegenstand (74) zu vorgesehen

ist.

4. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die redern (76) zwischen dem Düsenträger (52) und Hern Führungs- 30 . Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine schlitten (54) angeordnet sind. Abschreckvorrichtung mit radialer Düsenanordnung.

5. Abschreckvorrichtung nach einem der vor- Die Wärmebehandlung von Metallen, insbesonhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- dere von Stahl, ist in der Vergangenheit Gegenstand net, daß Einrichtungen (80) zum Zurückziehen einer Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen ge- oder Zustellen der Versorgungsteile (32) gegen- 35 wesen. Auch in der Gegenwart neh.-i^n derartige Unüber dem abzuschreckenden Gegenstand (74) tersuchungen einen nicht unbedeutenden Platz ein, vorgesehen sind. so daß die zur Verfügung stehenden wissenschaftli-

6. Abschreckvorrichtung nach einem der vor- chen Grundlagen dem Fachmann ermöglichen, sich hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- ein genaues Bild über die Vorgänge bei Wärmebenet, daß jedes Versorgungsteil (32) eine Düse 40 Handlungen zu machen.

(58) sowie ein im Bereich der Düsenöffnung an- So weiß man, daß beispielsweise beim Abschrekgeordnetes Leitblech (68) umfaßt, wobei diese ken von Metallen ein ungleichmäßiges Aufbringen Leitbleche derart geformt sind, daß sie gemein- eines Kühlmediums auf das zu behandelnde Werksam einen den Umfang des abzuschreckenden stück eine ungleichmäßige Gefügeumbildung zur Gegenstandes (74) umgebenden kontinuierlichen 45 Folge hat, was wiederum zu einem Verziehen oder Kühlmittelvorhang bilden. gar Reißen des Werkstückes führt. Zwar ist es mög-

7. Abschreckvorrichtung nach Anspruch 6, da- lieh, die durch eine ungleichmäßige Wärmebehanddurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil je- lung hervorgerufenen Schäden, soweit es sich hierbei des Leitbleches (68) in einem Winkel zu der be- lediglich um ein Verziehen handelt, in beschränktem nachbart. η Oberfläche des Gegenstandes (74) 50 Umfange durch Ausrichten zu beseitigen, jedoch zur Verhinderung eines Zurückfließens des Kühl- führt dies häufig, von der Notwendigkeit der Einfühmittels entlang dieser Oberfläche angeordnet ist. rung eines separaten Arbeitsganges abgesehen, im

8. Abschreckvorrichtung nach einem der vor- Werkstück zu unerwünschten Kaltverformungsspanhergehendcn Ansprüche, dadurch gekennzeich- nungen. Dies gilt insbesondere für die Wärmcbenet. daß die Vorrichtung ein ringförmiges Sam- ^5 handlung von in Einzelanfertigung hergestellten melrohr (34) umfaßt, das im Bereich des ringför- Rohren und Stangen oder anderen langgestreckten migen Tragclementes (30) angeordnet ist und Werkstücken. In der Serienfertigung dagegen ist ein über eine Vielzahl von elastischen Leitungen (42) nachträgliches Richten von wärinebehandeltcr mit den Versorgungsteilen (32) der Vorrichtung Werkstücken allerdings nicht rentabel,
verbunden ist. 6c Sowohl aus wissenschaftlichen Untersuchungcr

9. Abschrecks'orrichtung nach einem der vor- als auch der Praxis weiß man, daß zur Erzielung hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- einer absolut gleichmäßigen Gefügeumbi'.dung da; net, daß eine Vielzahl von ringförmigen Tragele- Aufbringen einer konstanten Menge von Külilmemeinen (30) in bezug auf den abzuschreckenden dium pro Zeiteinheit notwendig ist. Schon geringst!. Gcgei. land (74) in axialer Richtung hintereinan- 65 Mengenschwankungen bein Aufbringen von Kühlder angeordnet sind, wobei jedes Tragelement medium haben eine ungleichmäßige Gcfügeumbil-(30) eine Anzahl von Versorgungsteilen (32) dung und somit Schaden :im Werkstück zur Folge,
träj.'t. Um das Problem eiti'jr absolut gleichmäßigen Zu-