DE2457605A1

DE2457605A1 - Vorrichtung zum kern- und/oder oberflaechenhaerten von werkstuecken aus stahl

Info

Publication number: DE2457605A1
Application number: DE19742457605
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kieferle
Original assignee: Hawera Probst Hartmetall Werk Zeugfabrik Ravensburgh KG
Current assignee: Hawera Probst Hartmetall Werk Zeugfabrik Ravensburgh KG
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1974-12-05
Publication date: 1976-06-10

Description

Vorrichtung zum Kern- una/oder Oberflächenhärten von Werkstücken aus Stahl Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 24 12 982.6) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kern- und/oder Oberflächenhärten von Werkstücken aus Stahl, die einen Ofen und einen an den Ofen anschließenden Abkühlungsbereich aufweist,' wobei im Ofen und im Abkwhlsereich ein Förderer vorgesehen ist, durch den die Förderbahn des Werkstückes innerhalb des Ofens bestimmt ist, in dessen Ofenraum ms.ndestens eine Gasretorte vorgesehen ist, gemäß Patent ... (Patentanmeldung P 24 12 982.6).
Bei dem Verfahren gemäß Hauptpatent zum Kern- und/oder Oberflächenhärten von Werkstücken aus Stahl wird das Werkstück beispielsweise in einem Ofen erhitzt und durch ein Aufkohlungsmedium aufgekohlt und anschließend in einem Kühlbereich abgeschreckt, wobei das Aufkohlungsmedium aus einem Gasgemisch aus gereinigter Luft und Propan besteht, welches das Werkstück unter Druck umgibt und wobei das Werkstück anschließend im Kühlbereich durch das gleiche Gasgemisch abgeschreckt wird.
Im Ofenraum der Vorrichtung gemäß Hauptpatent ist der Förderer in geringem Abstand über dem Boden des Ofenraumes vorgesehen, während die horizontal verlaufende Gasretorte knapp unterhalh der Ofenraumdecke angeordnet ist. Das Aufkohlungsmedium tritt durch die Austrittsöffnung am Ende der Gasretorte in den Ofenraum ein, gelangt zu dem vom Föderer transportierten Werkstück und reagiert an der Werkstückoberfläche, wobei Kohlenstoff frei wird, der in das Werkstück eindiffundiert und zur großen Härte des Werkstückes beiträgt. Der größte Teil des bei der Aktion des Gasgemisches an der Werkstückoberfläche entstehenden Kohlenmonoxyds befindet sich infolge des großen Abstandes zwischen der Austrittsöffnung der Gasretorte und dem zu behandelnden Werkstück unterhalb der Gasretorte bzw.
oberhalb des Werkstückes. Diese Kohlenmonoxydschicht verhindert, daß die gesamte eingefahrene Gasmenge mit dem Werkstück in Berührung kommt. Dadurch geht ein Teil des Gasgemisches für die Aufkohlung verloren, so daß ein verhältnismäßig hohes Kohlenstoffpotential des in den Ofenraum einzufahrenden Gasgemisches eingestellt werden muß, um eine gewünschte Härte des Werkstückes zu erzielen.
Durch die Erfindung soll die Vorrichtung gemäß Hauptpatent so verbessert werden, daß nahezu das gesamte in den Ofenraum eingefahrene Aufkohlungsmedium mit dem Werkstück in Bertihrung kommen kann.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich die Austrittsöffnung der Gasretorte etwa in Höhe der Werkstück-Förderbahn befindet.
Durch diese Ausbildung der Gasretorte kann das zu behandelnde Werkstück direkt begast werden. Infolge des geringen Abstandes zwischen der Austrittsöffnung der Gasretorte und dem Werkstück kann nahezu die gesamte eingefahrene Gasmenge am Werkstück reagieren, so daß sich bei gleichem Kohlenstoffpotential im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen mit Retorten, deren Austrittsöffnung einen großen Abstand vom Förderer hat, eine wesentlich höhere Kohenstoffkonzentration im Werkstück bilden kann.
Das Kohlenstoffpotential des eingefahrenen Gasgemisches kann also geringer sein als bei Verwendung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent. Da bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen der Austrittsöffnung der Gasretorte und der Werkstückoberfläche keine Kohlenmonoxydschicht liegt, kann die Kohlenstoffkonzentration im Werkstück nicht verfälscht werden. Daher gibt die Kohlenstoffkonzentration im Werkstück einen genauen Aufschluß über die Gasatmosphäre, so daß eine bessere Regelung der Gasatmosphäre im Ofenraum möglich ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vor-.
richtung besteht darin, daß der an den Ofen anschließende Abkühlbereich infolge der maximalen Ausnutzung des Kohlenstoffgehaltes des eingefahrenen Gasgemisches kürzer sein kann, so daß die gesamte Vorrichtung. geringere Stellfläche benötigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß«l Vorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung und Fig. 4 eine Draufsicht auf, die Vorrichtung nach Fig. ).
Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist als Förderer ein über ihre ganze Länge reichendes, endlos umlaufendes Transportband auf, dessen Geschwindigkeit durch ein Wechselgetriebe 2 verändert werden kann, das an einem Ende der Vorrichtung vorgesehen ist. Das Transportband 1 durchläuft zunächst einen Ofen 3, in dessen Ofenraum 4 oberhalb des Transportbandes 1 eine Gasretorte 5 angeordnet ist, die unmittelbar an eine Hauptleitng 6 angeschlossen ist. Die Hauptleitung 6 ist mit den Leitungen 7 und 8 verbunden, über die gereinigte Luft und Propan aus nicht dargestellten Vorratsbehältern der Hauptleytug 6 zugeführt werden. An den Ofen schließt unmittelbar ein als Abkühlkanal 9 ausgebildeter Kühlbereich an, der ebenfalls von dem Transportband 1 durchlaufen wird.
Am Ende des Abkühlkanales 9 ist das Transportband 1 über nicht dargestellte Umlenkrollen geführt. Die auf dem Transportband 1 aufgelegten Werkstücke fallen an diesem Ende des Abkühlkanales 9 nach unten durch eine Öffnung 10 des Abkühlkanals in bereitgestellte Behälter.
In der Hauptleitung 6 sitzt ein Gasdruckmanometer 11, mit dem der Gasdruck des in den Ofenraum 4 einzufahrenden Gasgemisches kontrolliert werden kann. Die Menge der beiden Gasbestandteile und damit das Mischungsverhältnis kann mit Durchflußmessern kontrolliert werden. Das Gasgemisch gelangt durch die Hauptleitung 6 in die Gasretorte 5. Diese hat einen horizontal verlaufenden Abschnitt 12, an den ein Endstück 13 anschließt, däs auf das den Ofenraum 4 durchlaufende Transportband 1 gerichtet ist. Dieses Endstück 13 kann mit dem horizontalen Abschnitt 12 der Gasretorte 5 einen Winkel zwischen 10 und 45 einschließen. Die Größe des Winkels richtet sich nach der gewünschten Kohlenstoffkonzentration im Werkstück, nach dem Anteil des Propans im Gasgemisch, nach dem Gasdruck oder nach der Größe des Werkstückes. Die Austrittsöffnung 14 der Gasretorte 5 hat nur geringen Abstand von dem auf dem Transportband 1 liegenden Werkstück. Durch das gebogene Endstück 13 trifft däs aus der Gasretorte 5 austretende Gasgemisch unmittelbar auf die auf dem Transportband 1 durch den bnraum 4 geführten Werkstücke auf.
Je genauer das Enstück 13 der Gasretorte 5 in Richtung auf das im Ofenraum 4 liegende Werkstück gerichtet ist bzw. je geringer der Abstand zwischen der Austrittsöffnung 14 und der Werkstückoberfläche ist, um so intensiver kann das ein gefahrene Gasgemisch mit dem Werkstück reagieren, so daß der Anteil des Gasgemisches, der nicht mit dem Werkstück in Berührung kommt, auf ein Minimum herabgesetzt werden kann.
Das Endstück 13 der Gasretorte 5 kann vorteilhaft über ein nicht dargestelltes Anschlußstück mit dem geraden Retortenabschnitt 12 verbunden sein, so daß je nach den gewünschten Verfahrensbedingungen verschieden abgebogene Endstücke 13 schnell an den Retortenabschnitt 12 angeschlossen werden können.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 münden in den Ofenraum 4 zwei im Abstand voneinander liegende Gasretorten 5a und 5b, die gleich lang sind und in derselben Horizontalebene liegen. Die Austrittsöffnungen 14a und 14b der beiden Gasretorten 5a und 5b liegen dabei in einer zur f Längsachse des Transportbandes 1 etwa senkrechten Ebene, Durch diese Ausbildung und Anordnung der Gasretorten ist sichergestellt, daß das im Ofenraum 4 zu behandelnde Werkstück gleichmäßig vom Gasgemisch umgeben wird. Die beiden Gasretorten 5a und 5b liegen jeweils auf einer Seite des Transportbandes 1, vorzugsweise in gleicher Höhe mit diesem, und verlaufen parallel zu dessen Längsachse. Die Austrittsöffnungen 14a bzw. 14b * liegen auf der dem Transportband 1 zugewandten Seite der Gasretorten 5a bzw. 5b, so daß eine direkte Begasung der auf dem Transportband 1 liegenden Werkstücke möglich ist. Die Austrittsöffnw1gen 14a und 14b können auch am Ende der Gasretorten 5a bzw. 5b vorgesehen sein, wobei die Enden der Gasretorten so abgeschrägt sind, daß das aus den Gar et orten austretende Gasgemisch direkt auf die Werkstücke trifft. Durch den geringen Abstand zwischen den Austrittsöffnungen 14a bzw. 14b und dem auf dem Transportband 1 liegenden Werkstück ist auch bei dieser Ausführungsform sichergestellt, daß nahe2u das gesamte in den Ofenraum 4 eingefahrene Gasgemisch mit dem Werkstück in Berührung kommt. Für eine gleichmäßige Begasung des Ofenraumes 4 ist es von Vorteil, wenn jede Gasretorte mehrere gegen das Transportband 1 gerichtete Austrittsöffnungen aufweist.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die Gasretorten 5a und 5b so auszubilden, daß die Endstücke 13a und 13b gegen das Transportband 1 gerichtet sind. Die beiden Gasretorten werden vorzugsweise durch eine gemeinsame Leitung 15 mit dem Gasgemisch versorgt. Die Werkstücke brauchen nicht auf dem Transportband zu liegen. So können Werkstücke, beispielsweise aus Verzugsgründen, auch hängend durch den Ofenraum geführt werden, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls eine maximale Ausnutzung des eingefahrenen Gasgemisches gewährleistet.

Claims

- Ansprüche :

1. Vorrichtung zum Kern- und/oder Oberflächenhärten von Werkstücken aus Stahl, die einen Ofen und einen an den Ofen anschließenden Abkühlbereich auSweist, wobei im Ofen und im Abkühlbereich ein Förderer vorgesehen ist, durch den die Förderbahn des Werkstückes innerhalb des Ofens bestimmt ist, in dessen Ofenraum mindestens eine Gasretorte vorgesehen ist, gemäß Patent ....... (Patentanmeldung P 24 12 982.6), dadurch gekennzeichnet, daß sich die Austrittsöffnung (14, 14a, 14b) der Gasretorte (5, 5a, 5b) etwa in Höhe der Werkstück-Förderbahn befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (14, 14a, 14b) an einem auswechselbaren Endstück (13) der Gasretorte (5) vorgesehen ist, das gegen den Förderer (1) gerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (13) gebogen ist und an einen innerhalb des Ofenraumes (4) vorgesehenen geraden vorzugsweise horizontalen Abschnitt (12) der Gasretorte (5) anschließt.

4. Vorrichtung nach Aspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Enstück (13) im Winkel von 1O bis 450 zum geraden Abschnitt (12) der Gasretorte (5) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (13). über ein Anschlußstück mit dem geraden Abschnitt (12) der Gasretorte (5) auswechselbar verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des-Förderers (1) jeweils eine Gasretorte (5a, 5b) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gasretorten (5a, 5b) auf gleicher Höhe mit dem Förderer (1) liegen und parallel zu dessen Längsachse verlaufen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (14a, 14b) der beiden Gasretorten (5a, 5b) in einer zur Längsachse des Förderers (1) etwa senkrechten Ebene liegen.

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