DE2557370B2 - Verfahren und einrichtung zum aufeinanderfolgenden induktiven erwaermen von laenglichen werkstuecken, wie insbesondere achsen, wellen u.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden induktiven Erwärmen von länglichen Werkstücken, wie insbesondere Achsen, Wellen u. dgl., indem die von einem mit mehreren Werkstückhalterungen versehenen Drehkörper schrittweise fortbewegten Werkstücke zunächst an einer Beschickungsposition einer Werkstückhalterung aufgegeben und dann mit dieser auf einem Bogenweg einer Erwärmungsposition zugeführt werden, in der sie unter gleichzeitigem Rotieren um ihre Längsachse von einem tunnelförmigen Induktor erwärmt werden, worauf sie auf einem Bogenweg gleichen Radius zu

einer Austragsposition befördert und dort von der jeweiligen Werkstückhalterung getrennt werden.

Die Erfindung ist vor allem für das induktive Erwärmen von Achsen, Wellen u. dgl. mit nachfolgendem Abschrecken der Werkstücke bestimmt, obwohl sie überall dort zur Anwendung kommen kann, wo langgestreckte Werkstücke für unterschiedliche Zwekke, wie z. B. für das Härten, das Anlassen und Vergüten, das Richten usw, erwärmt werden müssen.

Aus der US-PS 37 25 629 ist es bekannt, für das Erwärmen von Werkstücken aus mehreren Induktorschleifen bestehende tunnelförmige Induktoren zu verwenden, in welche das zu erwärmende Werkstück von der offenen Seite her eingeführt und nach dem Erwärmen in Gegenrichtung herausgeführt wird. Durch die US-PS 36 48 995 und die US-PS 37 37 610 sind auch tunnelförmige Einschleifeninduktoren bekanntgeworden, in denen die länglichen Werkstücke unter Drehen um ihre Längsachse erwärmt werden. Um hierbei die Werkstücke in Aufeinanderfolge behandeln zu können, wird als Werkstücktransportvorrichtung ein schrittweise fortschaltbarer Drehkörper verwendet, der mit mehreren in Winkelabständen angeordneten Werkstückhaltern mit Werkstückdrehvorrichtungen versehen ist. Der Drehkörper wird an einer Beschickungsposition in Aufeinanderfolge mit den zu erwärmenden Werkstücken beschickt und anschließend mit dem in der Werkstückhalterung liegenden Werkstück in die Erwärmungsposition gebracht, in der der Einschleifeninduktor von oben über das Werkstück geschoben wird, welches während des induktiven Erwärmungsvorgangs in Drehung versetzt wird. Falls das Werkstück gehärtet werden soll, wird es anschließend von dem Drehkörper in eine Abschreckposition gebracht, in der es mit einem Abschreckmittel behandelt wird. Es besteht dabei auch die Möglichkeit, die erwärmten Werkstücke mit Hilfe des Drehkörpers in Aufeinanderfolge in eine Richtposition zu bringen, in der sie mittels Richtrollen u. dgl. gerichtet werden.

Bei einer solchen bekannten Einrichtung lassen sich demgemäß die Werkstücke in Aufeinanderfolge behandeln, wobei der Drehkörper mit Hilfe eines Schrittschaltwerkes schrittweise fortbewegt wird. Allerdings weist die bekannte Einrichtung zwei wesentliche Nachteile auf. Nachteilig ist vor allem, daß die gesamte Induktorvorrichtung verstellbar angeordne* -"d dabei zugleich in ihrer Anstell- und Rückstellbewegung mit der Drehbewegung des Drehkörpers synchronisiert werden muß. Erst wenn das Werkstück von dem Drehkörper in die Erwärmungsposition gebracht worden ist, läßt sich der Induktor gegen das Werkstück anstellen. Die verstellbare Anordnung des Induktors erfordert flexible Anschlüsse und führt außerdem zu einer verhältnismäßig aufwendigen Gesamteinrichtung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es für das Bedienungspersonal schwierig ist, den Erwärmungsvorgang visuell zu verfolgen, wenn das Werkstück von dem nach unten offenen Induktor umschlossen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszugestal- bo ten, daß mit einem gestellfest an der Einrichtung angeordneten Induktor gearbeitet und dadurch zugleich die Wirtschaftlichkeit bzw. die Leistungsfähigkeit des Verfahrens und der zu seiner Durchführung verwendeten Einrichtung gesteigert werden kann. <v>

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Drehrichtung des Drehkörpers im Arbeitszyklus derart umgeschaltet wird, daß bei der einen Drehrichiung jeweils ein zuvor aufgegebenes Werkstück von der Beschickungsposition in die Erwärmungsposition im Inneren des in Drehrichtung offenen Induktors gebracht wird, während es bei der gegenläufigen Drehbewegung von der Erwärmungsposition in Richtung auf die Austragsposition befördert wird und bei der gegenläufigen Drehbewegung jeweils zugleich eine freie Werkstückhalterung von der Austragsposition an dem Induktor vorbei in die Beschickungsposition gebracht wird.

Bei dieser Verfahrensweise kann somit eine Koordinierung und Synchronisierung der Anstell- und Rückstellbewegung des Induktors gegenüber dem zu erwärmenden Werkstück entfallen, da sich der Induktor im Transportweg der Werkstücke ortsfest anordnen läßt. Hierdurch wird eine Verminderung der Taktzeiten bei der Fortschaltbewegung des Drehkörpers und demzufolge eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit erreicht. Zugleich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei gesteigerter Leistungsfähigkeit auf einer in baulicher Hinsicht vereinfachten und betriebssicheren Einrichtung durchführen. Vorteilhaft ist auch, daß sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Einschleifeninduktor so anordnen läßt, daß das in ihm liegende Werkstück sich in Blickfeld des Bedienungspersonals befindet, da der Induktor in Drehrichtung, d. h. zur Seite hin, statt, wie bekannt, zu der Achse des Drehkörpers hin offen ist.

Die erwärmten Werkstücke können bei der gegenläufigen Drehbewegung in eine Richtposition gebracht werden, in der sie gerichtet werden. In gleicher Weise ist es möglich, die erwärmten Werkstücke bei der gegenläufigen Drehbewegung durch ein Bad eines Abschreckmittels hindurchzuführen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich eine Einrichtung verwenden, die in bekannter Weise mit einer die Werkstücke quer zu ihrer Längsachse von einer Beschickungsposition über eine Erwärmungsposition zu einer Austragsposition befördernden Werkstücktransportvorrichtung in Gestalt eines mittels eines Schrittmotors schrittweise fortschaltbaren Drehkörpes mit annähernd horizontal verlaufender Welle versehen ist, der mehrere in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete paarweise Werkstückhalterungen, deren axialer Abstand im werkstücklosen Zustand größer als die axialen Abmessungen des Induktors ist, sowie Werkstückdrehvorrichtungen aufweist, mit welchen die Werkstücke um ihre zur Drehachse des Drehkörpers etwa parallelen Achsen drehbar sind, und der ferner mit einem an der Erwärmungsposition angeordneten tunnelförmigen Induktor versehen ist. Erfindungsgemäß ist diese Einrichtung so ausgebildet, daß der Drehkörper in seiner Drehrichtung reversierbar ist und der Induktor im bogenförmigen Transportweg der an den Werkstückhalterungen angeordneten Werkstücke feststehend angeordnet ist und seine Erwärmungskammer für das Einführen der zu erwärmenden Werkstücke in der einen Bewegungsrichtung des Drehkörpers und für das Herausführen der erwärmten Werkstücke in der gegenläufigen Drehkörper-Bewegungsrichtung in Drehrichtung des Drehkörpers seitlich offen ist, und der Drehkörper mittels des Schrittschaltwerkes über eine Anzahl an Positionen fortschaltbar ist, die größer ist als die Anzahl der am Drehkörper in gleichen radialen Abständen angeordneten Werkstückhalterungen.

Da bei dieser Einrichtung ein gestellfester Induktor verwendet wird und somit die bei den bekannten

Einrichtungen erforderlichen Anstellvorrichtungen für das Anstellen des Induktors gegen das Werkstück sowie die notwendigen Zusatzvorrichtungen, welche die Anstellbewegung mit dem Umlauf des Drehkörpers koordinieren, entfallen, ergibt sich ein vergleichsweise einfacher und betriebssicherer Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung bei hoher Leistungsfähigkeit derselben. Es empfiehlt sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Erwärmungskammer des Induktors etwa in horizontaler Blickrichtung offen ist, so daß die Werkstücke in der Erwärmungsposition im Blickfeld des Bedienungspersonals liegen.

Die Werkstückhalterungen bestehen zweckmäßig aus axial gegeneinander verstellbaren Werkstückhalteorganen, die im Schließzustand in einem Abstand angeordnet sind, der kleiner ist als die Länge des Induktors. Dabei ist vorteilhafterweise mindestens eines der beiden Werkstückhalteorgane mittels einer in Nähe des Induktors angeordneten Stellvorrichtung axial verschiebbar, um einen Vorbeilauf der werkstückfreien Werkstückhalterungen an dem ortsfesten Induktor zu ermöglichen. In baulicher Hinsicht läßt sich die Anordnung in vorteilhafter Weise so treffen, daß die verstellbaren Werkstückhalteorgane ein Anschlagorgan aufweisen, welches mit einem in Nähe des Induktors angeordneten Nockenorgan von einer solchen Ausbildung zusammenwirkt, daß es die Werkstückhalteorgane nur bei der Bewegung des Drehkörpers in der einen Drehrichtung, in der eine freie Werkstückhalterung an dem Induktor vorbeiläuft, in Axialrichtung nach außen verstellt. Die Werkstückhalteorgane können dabei mittels Schwenkglieder und ihnen zugeordneter Anschlagorgane axial verstellbar sein. Vorzugsweise sind die axial verschiebbaren Werkstückhalteorgane gegen eine Federrückstellkraft ausstellbar.

Weiterhin empfiehlt es sich, den Werkstückaustrag in Nähe des Induktors und an der der offenen Seite der Erwärmungskammer gegenüberliegenden Seite des Induktors anzuordnen. Falls ein Richten der erwärmten Werkstücke erwünscht ist, kann im Abstand von dem Induktor eine Werkstück-Richtvorrichtung angeordnet werden, die gegen das rotierende Werkstück andrückbar ist. Die Werkstück-Austragsposition ist vorteilhafterweise außerhalb des Abschreckbades auf der der Werkstück-Beschickungsposition gegenüberliegenden Seite des Induktors angeordnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. I eine erfindungsgemäße Einrichtung in Stirnansicht,

F i g. 2 die Einrichtung gemäß F i g. 1 im Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt in größerem Maßstab nach Linie 3-3 der Fig. 1,

F i g. 4 ebenfalls in größcrem Maßstab einen Teilquerschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 1,

F i g. 5 einen Teilquerschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 2,

Fig. 6 in perspektivischer Darstellung einen Einschlcifeninduktor, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet wird,

Fig. 7 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie 7-7 der Fi g. 2,

Fi g. 8 eine Ansicht nach Linie 8-8 der Fig. I,

Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung des Zcitablaufcs der verschiedenen Arbeitsvorgänge beim Einsat/ der crfindiingsgcmiißcn Einrichtung,

l-'ig. 4Λ bis 4E schcmutisch den Drehkörper in verschiedenen Schal !Stellungen.

Die Zeichnung zeigt in den F i g. 1 und 2 Eine Einrichtung A zum Erwärmen langgestreckter Werk stücke B, die von einer als Drehkörper Causgebildeten Werkstücktransportvorrichtung getragen und beförder werden. Die Erwärmung erfolgt auf induktivem Wege mittels einer Induktorvorrichtung D, welche aus einem Einschleifeninduktor besteht und von der Frontseite der Einrichtung A her für den Beobachter voll sichtbar ist, wie aus F i g. 2 hervorgeht. Die Werkstücke B weisen jeweils eine Längsmittelachse a und eine hierzu konzentrische zylindrische Außenfläche 10 auf, die auf induktivem Wege erwärmt wird. Wie vor allem die F i g. 3,4 und 8 zeigen, bestehen die Werkstücke dort aus Wellen oder Achsen, die in manchen Fällen auch an einem ihrer beiden Enden einen Flansch aufweisen. Be dem Ausführungsbeispiel werden die Werkstücke nach dem Erwärmungsvorgang abgeschreckt, um eine Härtung zu erzielen.

Die Einrichtung A weist ein Maschinengestell mit einer Grundplatte 12, im Abstand angeordneten rahmenförmigen Ständern 20 und 22, unteren Längsträgern 24 und 26, oberer Längsträgern 30 und 32, unteren Querträgern 34 und 36 sowie einem oberen Querträger 38 auf. Diese Träger bilden ein die verschiedenen Maschinenteile tragendes Maschinengestell. Die unteren Träger liegen in einem Tank 40, der eine Abschreckflüssigkeit enthält. Der Flüssigkeitsspiegel is mit 42 bezeichnet.
Der schrittweise um seine Mittelachse b drehbare Drehkörper C weist zwei im Abstand angeordnete Speichenräder 50 und 52 auf, die jeweiis mit radial nach außen gerichteten Armen versehen sind. Das Speichen rad 50 weist die Arme 60', 62', 64' und 66' auf, während das Speichenrad 52 mit vier Armen 60, 62, 64 und 66 versehen ist. Diese Arme der beiden Speichenräder bilden paarweise Werkstückhalterungen, die in den F i g. 9A bis 9E mit I, II, III und IV bezeichnet sind. Die Werkstückhalterung I wird dabei von den Armen 60 und 60' gebildet, während die übrigen Arme drei weitere Werkstückhalterungen bilden. Bei dem Ausführungsbei spiel sind insgesamt vier Werkstückhalterungen an dem Drehkörper Cangeordnet.

Die einzelnen Werkstückhalterungen sind von glei eher Ausbildung, so daß im folgenden nur die von den Armen 60 und 60' gebildete Werkstückhalterung I näher erläutert wird. Wie vor allem Fig.3 zeigt, weist der Arm 60' ein axial hin- und herbewegliches Werkstück halteorgan in Form einer Drehspitze 70 auf, die in Lagern 72 und 74 gegen die Rückstellkraft einer Feder 76 verstellbar ist. Die Feder 76 wirkt über einen Bundring 78 auf die Drehspitze 70, wodurch diese in die voll ausgezeichnete Arbeitsstellung gedrückt wird. Der Bundring 78 stützt sich an einer Schulter 80 der Drehspitze ab, während die Feder 76 sich gegen ein

v, Drucklager 81 legt, welches einen verjüngten Schaftab schnitt 82 der Dreh- und Zentrierspitze 70 umgreift. Dci Bundring 78 ist z. B. mittels einer Nut-Federverbindung 84 an dem Schaft 82 befestigt. Um die Drehspitze 70 ir die in F i g. 3 strichpunktierte Lage zurückzuziehen, is

do am hinteren Ende des Schaftes 82 eine Umfangsausspa rung 90 mit einem cndseitigen Anscblagknopf 9i angeordnet. Ein Betätigungsarm 100 ist um eine Drehachse 102 schwenkbar und weist eine mit cinci Durchbrechung versehene Zugplattc 104 auf, welche it

ι,·, die Umfangsaussparung 90 einfaßt und mit den Anschlagknopf 92 so zusammenarbeitet, daß die Zentrierspitze 70 beim seitlichen Ausschwenken de; Betätigungsarmes in die strichpunktierte Position gcgct

die Federrückstellkraft zurückgezogen wird. Der Betätigungsarm weist eine Nockcnrollc oder ein sonstiges Anschlagorgan 110 auf, welches zur Verschwenkung des Betätigungsarmes 100 dient.

Wie vor allem Fig. 1 zeigt, werden für die seitliche Ausschwenkung des Betätigungsarmes 100 Stellvorrichtungen 120 an zwei gesonderten Stellen vorgesehen. Die eine Stellvorrichtung ist an dem Längsträger 30 und die andere an dem Längsträger 32 angeordnet. Da die Stellvorrichtungen untereinander gleich sind und lediglich an unterschiedlichen Fortschaltpositionen des Drehkörpers C angeordnet sind, wird im folgenden nur eine der beiden Stellvorrichtungen 120 erläutert. Die Stellvorrichtung weist gemäß Fig.3 eine Stößelplatte 122 auf, die mit einem oberen Plattenteil 124 und einem gekrümmten oder abgewinkelten unteren Lippenstück 126 versehen ist, dessen Profil insbesondere aus Fig. 1 zu erkennen ist. Das Lippenstück gelangt in Anschlag an den Knopf 110, wodurch der Betätigungsarm 100 ausgeschwenkt wird. Um dies zu erreichen, weist jede Stellvorrichtung 120 eine Tragstange 130 auf, die in einem Lager 132 zur Führung der Stellbewegung der Platte 122 hin- und herbeweglich gelagert ist. Ein Zylinder 134 ist mit einem Stößel 136 versehen, welcher die Platte 122 zwischen den beiden in Fig. 3 dargestellten Positionen verstellt, in der äußeren Position ist die Zentrierspitze 70 in die strichpunktierte Lage zurückgezogen. Die Bogenform des Lippenstücks 126 hat den Zweck, die verschiedenen Elemente des Drehkörpers, mit Ausnahme des Anschlagknopfes UO, im Abstand von dem Lippenstück zu halten, wenn der Drehkörper fortgeschaltet wird.

An der gegenüberliegenden Seite der von den Armen 60 und 60' gebildeten Werkstückhalterung 1 ist gemäß Fig.4 eine angetriebene Drehspitze 150 in Lagern 152 und 154 gegen die Rückstellkraft einer Feder 156 axial verschiebbar gelagert. Die Feder 156 wirkt gegen einen Federteller 158, der zugleich als Zahnrad ausgebildet ist und sich gegen eine Schulter 160 der Drehspitze 150 legt. Mit 161 ist ein Drucklager bezeichnet, welches zwischen der Feder und dem Federteller angeordnet ist, so daß sich der als Zahnrad ausgebildete Federteller gegenüber der Druckfeder drehen kann. Das Zahnrad 158 ist mittels einer Nut-Federverbindung 164 an einem verjüngten Schaft 162 der Drehspitze 150 befestigt. Am hinteren Ende des Schaftes 162 ist eine Umfangsnut 170 und ein Anschlagknopf 172 angeordnet. Diese Teile entsprechen den Teilen 90 und 92 an der gegenüberliegenden Seite der Werkstückhalterung. Der Anschlagknopf 172 arbeitet mit einem Betätigungsarm 180 zusammen, der in einem Schwenklager 182 schwenkbar gelagert ist. Der Betätigungsarm weist eine mit einer Durchbrechung versehene Zugplatte 184 auf, welche in die Umfangsnut 170 einfaßt. Die Anschlagknöpfe 92 und 172 können auf die Enden der Drehspitzen aufgeschraubt werden. Der am oberen Ende des Betätigungsarmes 180 angeordnete, aus einer Nockenrolle oder einem festen Anschlag bestehende Knopf 190 entspricht dem Knopf 92 der Drehspitze 70.

Die Drehspitzen 70 und 150 fluchten miteinander und spannen das Werkstück ßcin, wobei die Werkstückachse a mit der gemeinsamen Achse der Drehspitzen zusammenfällt. Das Werkstück weist zweckmäßig an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils eine zentrale Ausnehmung auf, in welche die Spitzen 70 und 150 so einfassen, daß das Werkstück konzentrisch zwischen den Spitzen 70 und 150 gehalten wird. Falls das Werkstück an seinem einen Ende einen Flansch hat, wie dies z. B. bei Achswellen der Fall ist, kann, wie üblich, eine Flanschlagerung vorgesehen werden. Durch Zurückziehen der Drehspitzen 70 und 150 läßt sich das Werkstück in die Werkstückhalterung einführen oder aus dieser herausnehmen.

Da das Werkstück während des Erwärmungsvorgangs um seine Achse gedreht wird, ist die Einrichtung mit einer Werkstückdrehvorrichtung versehen. Beispielsweise können die Werkstückhalterungen I, II, III

ίο und IV jeweils mit einer gesonderten Werkstückdrehvorrichtung ausgerüstet sein, so daß die Werkstücke in den einzelnen Werkslückhalterungen unabhängig voneinander gedreht werden können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist sämtlichen Drehspitzen 150 ein gemeinsamer Drehantrieb zugeordnet, der die Werkstücke um ihre Längsmittelachsen a dreht. Wie F i g. 4 zeigt, weist der Drehantrieb eine Antriebswelle 200 auf, die in Lagern gelagert ist, von denen ein Lagersatz 202, 204 in F i g. 4 dargestellt ist. An dem einen Ende der Welle 200 ist ein Kettenrad 206 befestigt, welches über eine endlose Kette 210 mit dem in Fig. 2 dargestellten Kettenrad 212 antriebsmäßig verbunden ist. Das Kettenrad 212 wird von einem Motor 214 über ein Untersetzungsgetriebe 216 angetrieben, dessen Abtriebswelle bei 218 dargestellt ist. Auf der Welle 200 ist ein Zahnrad 220 befestigt, welches jeweils mit einem Zahnrad 222 der einzelnen Speichenarme 60,62, 64 und 66 des Speichenrades im Zahneingriff steht. Die Wellen 224 der vier Zahnräder 222 sind in Lagern 226 und 228 gelagert. Auf den Wellen 224 ist ein Kettenrad 230 angeordnet, welches über eine Kette 232 ein Kettenrad 234 antreibt, das auf einer in Lagern 242 und 244 gelagerten Welle 240 sitzt. Auf dieser Welle ist ein Zahnrad 230 angeordnet, dessen Axiallänge so groD bemessen ist, daß es auch bei der seitlichen Ausschwenkbewegung der Drehspitze 150 im Zahneingrifl mit deren Zahnrad 158 bleibt und damit die Drehspitze 150 auch beim Zurückziehen aus ihrer Haitepositiori antreibt.

Die gemeinsame Achse cder zugeordneten Drehspitzen 70 und 150 fällt mit der Achse a der zwischen der Drehspitzen gehaltenen Werkstücke B zusammen. Um die Drehspitzen 150 zurückzuziehen, sind zwei Stellvorrichtungen 252 vorgesehen, die im wesentlichen den Stellvorrichtungen 120 der Drehspitzen 70 entsprechen Die Lippen 254 der Stellvorrichtungen 252 entsprecher den Lippenstücken 126 der Stellvorrichtungen 120. Wie F i g. 2 zeigt, arbeiten die Stellvorrichtungen 120 und 252 satzweise zusammen. Ein solcher Satz an Stellvorrichtungen kann in jeder Position angeordnet werden, wc die Zentrierspitzen für die Beschickung des Drehkörpers mit Werkstücken oder für den Austrag der Werkstücke zurückgezogen werden sollen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeweils nur eine Beschickungsposition und eine Austragsposition vorgesehen. Demgemäß ist jeweils ein Satz an Stellvorrichtungen 120, 252 an zwei Fortschaltpositionen des Drehkörpers C angeordnet. Wenn eine Werkstückhai terung in diese Schaltpositionen gelangt, so werden ihre Drehspitzen von den Stellvorrichtungen 120, 25ί zurückgezogen, so daß die Werkstückhalterung mii einem Werkstück beschickt oder ein Werkstück aus dci Halterung herausgenommen werden kann.

Der schrittweise fortschaltbare Drehkörper C wire von einem Schrittmotor 260 um seine Achse b ir Drehung versetzt. Der Schrittmotor ist auf einci Konsole 262 gelagert, die an dem oberen Querträger 3f befestigt ist (Fig. 2). Eine Abtricbswclle 264 treibt cir

Ritzel 266 an, welches im Zahneingriff steht mit einem Zahnrad 268, das drehschlüssig mit einem Rohr oder einer Welle 270 verbunden ist, die sich zwischen den Lagerblöcken 272 und 274 erstreckt. Da die Achse des Drehkörpers Cparallel zu der Achse der Werkstückhalterung verläuft, bewegen sich die Werkstücke ßbei der Drehbewegung des Drehkörpers auf einem Kreisbogen um das Rohr oder die Welle 270 bzw. die Drehachse b des Drehkörpers. Wie Fig. 4 zeigt, weisen die Lagerblöcke 272 und 274 jeweils zwei im Scitenabstand angeordnete Lager 276 278 auf. Durch Einschalten des Schrittmotors 260 kann der Drehkörper C im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn in die verschiedenen Positionen 1 bis 8 gemäß den F i g. 9B bis 9E gedreht werden.

Die Einrichtung A weist eine Induktorvorrichtung D auf, deren Länge in F i g. 2 mit L angegeben wird. Die Induktorvorrichtung ist mit einem Einschleifeninduktor 280 (Fig. 6) versehen, dessen Induktorschleife gemäß F i g. 6 von zwei parallelen Längsschenkeln 282 und 284 und diese endseitig verbindenden, etwa halbkreisförmig gekrümmten Querschenkeln 290 und 292 gebildet wird. Die Induktorschleife ist bei 294 unterbrochen, wobei sie hier über Anschlußleiter 300 und 302 an eine Wechselstromquelle anschließbar ist, die in Fig.6 schematisch als Generator 304 dargestellt ist. Die parallelen Längsschenkel 282 und 284 der Induktorschleife liegen in U-förmigen Eisenblechpaketen 310 und 312, welche den elektrischen Kraftfluß auf das in die Position gemäß F i g. 5 gebrachte Werkstück B konzentrieren, welches während des Erwärmungsvorgangs um seine Achse gedreht wird. Die Induktorschleife 280 und die Eisenblechpakete 310 und 312 sind an einer Halterung 314 mittels Verzapfungen 316 od. dgl. gehalten (Fig.2). Eine Tragplatte 318 und eine Tragkonsole 320 dienen zur starren Befestigung der gesamten Induktorvorrichtung Din der Weise,daß ihre zentrale Erwärmungskammer 330 horizontal und parallel zu den Achsen der Werkstücke B ausgerichtet ist, wenn diese auf dem Transportweg 332 des sich um seine Achse b drehenden Drehkörpers in die Erwärmungsposiüon gelangen. Die Werkstücke werden daher bei der Drehbewegung des Drehkörpers selbsttätig in die Erwärmungskammer der stationären Induktorvorrichtung eingeführt, da die Erwärmungskammer sich auf dem Kreisbogenweg des Drehkörpers befindet. Die Länge L der Erwärmungskammer entspricht der Länge der zu erwärmenden Werkstücke. Die Erwärmungskammer 330 ist an einer ihrer beiden Längsseiten bei 334 in Horizontalrichtung offen, wie die Fig. 2 und 5 zeigen. Infolgedessen läßt sich das Werkstück in der beschriebenen Weise in die irwärmungskammer einführen, wobei das Bedienungspersonal während des Erwärmungsvorgangs den Fortschritt der Erwärmung visuell kontrollieren kann.

Nachdem das Werkstück in der Induktorvorrichtung D erwärmt worden ist, wird es vor dem anschließenden Abschrecken einem Richtvorgang unterworfen. Dies erfolgt mittels einer Richtvorrichtung 350, die, wie in den F i g. 1,7 und 8 dargestellt, mit ihrer Lagerplatte 352 an dem Träger 32 gelagert ist. Die Richtvorrichtung weist einen Zylinder 354 mit einer Kolbenstange 356 auf, die ein Kopfstück 360 mit zwei Druckrollen 362 und 364 trägt, welche sich zwischen den Drehspitzen 70 und 150 gegen das erwärmte Werkstück B andrücken. Das Kopfstück 36Oi wird bei sich drehendem Werkstück gegen dieses angedrückt, wodurch das Werkstück über seine Normalachsc hinaus ausgebogen wird. Anschließend wird das Kopfstück 360 langsam zurückgefahren, wodurch das erwärmte Werkstück gerichtet wird.

Für die Beschickung des Drehkörpers C mit den zu erwärmenden Werkstücken B dient ein Beschickungsförderer 380, der gemäß Fig. 1 aus einem Schreitbalkenförderer besieht, welcher zwei Schreitbalken 382 mit über deren Länge verteilt angeordneten V-Kerben 384 und zwei stationäre Platten 386 aufweist, die ebenfalls mit über ihre Länge verteilt angeordneten V-Kerben 388 als Werkstückhalterungen versehen sind. In F i g. 1 ist jeweils nur der eine der beiden Balken 382 und 386 dargestellt. Bei der Aufwärtsbewegung der Schreitbalken 382 werden die Werkstücke in die Aufnahmekerben 384 gelegt. Die Schreitbalken 382 führen dann einen Vorwärtshub bis zur nächstfolgenden Gruppe der Aufnahmekerben der Platten 386 aus. Bei der anschließenden Absenkbewegung der Schreitbalken 382 werden dann die Werkstücke in diese Kerben abgelegt, worauf die Schreitbalken einen Rückwärtshub durchführen. Mit Hilfe eines solchen Beschickungsförderers gelangen die Werkstücke in Aufeinanderfolge zwischen die Drehspitzen 70 und 150 der Werkstückhalterungen.
Für den Austrag der Werkstücke ist ein Austragsförderer 390 vorgesehen, der ebenfalls aus einem Schreitbalkenförderer mit Schreitbalken 392 und feststehenden Platten 396 besteht, die jeweils mit V-förmigen Auflageausnehmungen 394 bzw. 398 für die Werkstückaufnahme versehen sind. Die Arbeitsweise dieses Austragsförderers entspricht derjenigen des Beschickungsförderers. Es versteht sich, daß in der Beschickungsposition und der Austragsposition die Drehspitzen 70 und 150 für die Werkstückaufnahme bzw. die Werkstückabgabe geöffnet sind, so daß die Werkstücke von dem Schreitbalkenförderer abgenommen bzw. auf diesen abgelegt werden können.

Wie erwähnt, werden die einzelnen Werkstückhalterungen jeweils durch zwei im axialen Abstand angeordnete Arme des Drehkörpers C gebildet. Der Drehkörper wird mittels des Schrittschaltwerkes so bewegt, daß diese Arme an der Induktorvorrichtung D vorbeilaufen, wenn eine leere Werstückhalterung mit einem Werkstück beschickt werden soll. Damit dies störungsfrei möglich ist, müssen die Drehspitzen 70 und 150 der Werkstückhalterung in die Position gemäß Fig. 2 zurückgezogen werden, in der der Abstand zwischen ihren Spitzen größer ist als die Länge L der Induktorvorrichtung D. Da die Stell- oder Betätigungsvorrichtungen 120 und 252 die Drehspitzen 70 und 150

so an einer bestimmten Stelle vor der Induktorvorrichtung D zurückziehen müssen, sind zwei im Abstand angeordnete Nockenplatten 400 und 402 vorgesehen. Die Nockenplatte 400 ist in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, wähend die hiermit übereinstimmende Nockenplatte 402 aus F i g. 2 zu erkennen ist. Die Nockenplatten sind an in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten, abgekröpften Konsolen 404 und 406 angeschlossen. Auf diese Weise können die oberen Plattenteile 124 der Stellvorrichtungen 120 und 252 so verstellt werden, daß ihre Außenflächen mit den Außenflächen der Nockenplatten 400, 402 fluchten, wie in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 1 sind die oberen Plattenteile 124 und 126 in einer Anordnung gezeigt, in der sie eine Verlängerung der Nockenplatte 400 bilden.

Die Außenfläche 410 der Nockenplatte fluchtet mit den Außenflächen dieser oberen Plattentcile und der Lippenstückc, so daß die nach außen ausgestellten Anschlagorgane 110, 190 von den Lippenstücken 126,

254 auf die Außenflächen 410, 412 der Nockenplatten 400, 402 gelangen. Die Anordnung ist demgemäß so getroffen, daß bei nach außen ausgestellten Zentrierspitzen 70,150 (F i g. 2 und 3) durch die Fortschaltbewegung des Drehkörpers C im Gegenuhrzeigersinn (Fig. I) die Anschlagorgane 110, 190 auf die Flächen 410, 412 der Nockenplatten 400, 402 auflaufen können, so daß bei der Weiterbewegung des Drehkörpers C im Gegenuhrzeigersinn sich die Anschlagorgane 110, 190 nicht nach innen zurückstellen können. Sie werden von den Flächen 410,412 der Nockenplatten 400, 402 in der ausgestellten Lage gehalten. Entsprechend werden auch die Drehspitzen 70, 150 in der zurückgezogenen Position gehalten, wenn die von ihnen gebildete Werkstückhalterung im Leerzustand an der Induktorvorrichtung D vorbeiläuft. Nach Vorbeigang an der Induktorvorrichtung und beim Weiterlauf hinter den Platten 400, 402 werden die Anschlagorgane 110, 190 von dem nächstfolgenden Satz der Stellvorrichtungen 120, 252 in der Beschickungsposition gehalten. Infolgedessen werden die Drehspitzen in ihrer Öffnungsstellung gehalten, bis in der Beschickungsposition ein Werkstück zwischen die Drehspitzen 70,150 eingeführt worden ist. Anschließend werden die Stellvorrichtungen 120, 252 am linken Ende der Nockenplatten 400, 402 (Fig. 1), d.h. an der Beschickungsposition, in die voll ausgezeichnete Schließstellung gemäß F i g. 3 zurückgestellt, in der sie sich gegen das Werkstück B legen und dieses an dem Drehkörper C festhalten. Die Stellvorrichtungen 120, 252 haben demgemäß die Aufgabe, die Drehspitzen zu öffnen, so daß nach Austrag des Werkstücks die leere Werkstückhalterung an der Induktorvorrichtung D vorbeilaufen kann. Anschließend wird in diese Werkstückhalterung ein neues Werkstück zwischen die Drehspitzen eingeführt, worauf der nächste Satz der Stellvorrichtunger 120, 252 für di*. Einspannung des Werkstückes zwischen den Drehspitzen zurückgestellt wird.

Die Arbeitsweise der in der Zeichnung wiedergegebenen Einrichtung läßt sich den F i g. 9A bis 9E entnehmen. Die verschiedenen Werkstückhalterungen bzw. Werkstückaufnahmestationen sind hier mit I, II, III und IV bezeichnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Drehkörper C insgesamt acht Schaltpositionen auf, die in den F i g. 9A bis 9E mil J bis 8 bezeichnet sind. Die Anzahl dieser Schaltpn<;itionen ist gleich der doppelten Anzahl der Werkstück..alierungen.

Gemäß F i g. 9A wird ein Werkstück B an der Beschickungsposition 2 in die Werkstückhalterung I eingeführt, während gleichzeitig ein Werkstück an der Austragsposition 8 vor der Werkstückhalterung IV abgenommen wird. Die in den Werkstückhalterungen Il und III liegenden Werkstücke werden in den Positionen 4 und 6 in der Abschreckflüssigkeit gehalten, nachdem sie an der Erwärmungsposition I zuvor erhitzt und anschließend an der Position 2 gerichtet worden sind. Fig. 9B zeigt die Anordnung, nachdem das zwischen den Drehspitzen 70, 150 der Werkstückhalterung I liegende Werkstück durch Drehung des Drehkörpers C im Uhrzeigersinn in die Erwärmungskammer 330 der Induktorvorrichtung D eingeführt worden ist. In dieser Erwärmungsposition I wird das Werkstück flum seine Achse gedreht, während zugleich die Induktorvorrichtung D eingeschaltet wird. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer für den Erwärmungsvorgang, der von dem Bedienungspersonal von der Vorderseite der Maschine her visuell beobachtet werden kann, wird der Drehkörper C im Gegenuhrzeigersinn in die Position geniiiß Fig. 9C weitergeschaltet, worauf in der Position 2 das zuvor erwärmte Werkstück mit Hilfe der gegen es anstellbaren Richtvorrichtung 350 gerichtet wird, bevor es dann in das Abschreckbad gelangt. Die zuvor behandelten, in den Werkstückhalterungen Il und Hl gehaltenen Werkstücke verbleiben hierbei in dem Abschreckbad. Nach dem Richtvorgang in Position 2 wird der Drehkörper C im Gegenuhrzeigersinn weitergeschaltet, wobei die leere Werkstückhalterung IV an der Induktorvorrichtung D vorbeiläuft. Um dies zu ermöglichen, werden die Drehspitzen dieser Werkstückhalterung von den Stellvorrichtungen 120, 252 zurückgezogen, wie dies weiter oben erläutert ist. Die Weiterschaltung des Drehkörpers in die Position gemäß Fig. 9D bringt das zuvor erwärmte und gerichtete Werkstück in die Position 3, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 42 des Abschreckbades liegt, so daß das Werkstück jetzt abgeschreckt wird. Das in der Werkstückhalterung / liegende Werkstück verbleibt solange in dem Abschreckbad, bis es von dem Drehkörper abgenommen wird. Der Drehkörper Cwird dann in die Position gemäß Fig.9E weitergeschaltet, wobei die leere Werkstückhalterung IV nach Vorbeigang an der Induktorvorrichtung Din die Beschickungsposition 2 gelangt, in der die leere Werkstückhalterung IV mit den Stellvorrichtungen 120, 252 fluchtet, so daß ihre Drehspitzen in Öffnungsstellung gehalten werden. In der Schaltposition gemäß F i g. 9E ist die Werkstückhalterung 111 mit einem Paar an Stellvorrichtungen 120, 252 ausgerichtet, welche zurückgezogen worden sind, bevor die Werkstückhalterung III die Position 8 erreicht hat. In dieser Position 8 werden die Stellvorrichtungen betätigt, so daß sie die Drehspitzen 70, 150 in die Öffnungsstellung zurückziehen und damit das Werkstück aus der Werkstückhalterung III austragen. Bevor dies geschieht, ist der Schreitbalken des Austragsfördcrers 390 in eine Position gebracht worden, in der zwei V-Aufnahmekerben unterhalb des Werkstücks liegen und damit das von der Werkstückhalterung III freigegebene Werkstück übernehmen können, wie in Fig. I angedeutet. Gleichzeitig befördert der Bcschikkungsförderer 380 ein Werkstück an IV. Beschickungsposition 2 zu der Werkstückhalterung IV. Die Stellvorrichtungen an der Beschickungsposition 2 werden in Schließstellung gebracht, so daß das Werkstück vor der Werkstückhalterung IV aufgenommen wird. Die Stellvorrichtungen an der Austragsposition 8 bleiben nach dem Austrag des Werkstücks geöffnet, so daß diese Werkstückhalterung III anschließend an der Induktorvorrichtung D vorbeilaufen kann. Die Vorrichtung zum Öffnen der Drehspitzen sind, wie erwähnt, an den Positionen 2 und 8 des schrittweise fortschaltbaren Drehkörpers C angeordnet. An diesen beiden Positionen können somit die Drehspitzen geöffnet werden, so daß die Nockcnplaiten 400,402 die Drehspitzen in Öffnungsstellung halten, bis die leere Werkstückhalterung an der Induktorvorrichtung D vorbeigelaufen ist. Wenn die Drehspitzen in der Beschickungsposition 2 geschlossen sind, wie dies F i g. 3 zeigt, befinden sich die Anschlagorgane 110, 190 an der Innenseite der Nockenplattcn 400, 402. Infolgedessen führt die Drehbewegung der mit dem Werkstück beschickten Werkstückhalterung zu keiner Verstellung der Drehspitzen in Öffnungsrichtung. Die mit dem Werkstück beschickte Werkstückhalterung kann daher durch Drehen des Drehkörpers im Uhrzeigersinn in die Erwärmungsposition 1 gebracht werden. In der Austragsposition 8 sind die Drehspitzen, wie erwilhnl,

geöffnet, wobei die Noekenpliitien 400, 402 die Drehspitzen in der Öffnungsstellung hallen, bis der D^rehkörper Can der InHuktorvorrichtung D vorbei in die Beschickungsposition 2 gedreht worden ist. Anschließend werden die Stellvorrichtungen 120, 252 wieder freigegeben, so daß das an der Beschickungsposition aufgenommene Werkstück in die Erwärmungsposition gebracht werden kann.

Der in den F i g. 9A bis 9E dargestellte Arbeitsablauf wiederholt sich in Aufeinanderfolge, wobei die einzelncn Werkstückhalterungen an der Beschickungsposition 2 in Aufeinanderfolge mit einem Werkstück beschickt und an der Austragsposition 8 die fertigen Werkstücke in Aufeinanderfolge ausgetragen werden. Wenn das an der Beschickungsposition aufgegebene Werkstück von der Beschickungsposition 2 in die Erwännungsposition 1 läuft, wird das zuvor erwärmte Werkstück nicht über den Flüssigkeitsspiegel 42 der Abschreckflüssigkeit gehoben. Die Rücklaufbewegunj von der Beschickungsposition zu der Erwärmungsposi tion führt demgemäß zu keiner Unterbrechung de Abschreckvorganges. Aus diesem Grund ist die Anzah der Schaltpositionen größer als die Anzahl der an den Drehkörper Cangeordneten Werkstückhalterungen.

Wenn die Drehspitzen 70, 150 in ihrer Nortnalposi tion, in der sie ein Werkstück halten, einen Abstam aufweisen, der größer ist als die Länge L de Indukiorvorrichtung D, können die Nockenplatten 400 402 fortgelassen werden.

In F i g. 9 ist ein Zeitdiagramm dargestellt, welches dii Zeitfolge bei der Behandlung eines einzelnen Werkstük kes beim Durchgang durch die verschiedenen Positio nen gemäß den F i g. 9A bis 9E erkennen läßt. Aus den Diagramm gemäß F i g. 9 lassen sich unmittelbar dii Zeitspannen für die verschiedenen Arbeitsabläufe be dem bevorzugten Ausführungsbeispiel entnehmen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum aufeinanderfolgenden induktiven Erwärmen von länglichen Werkstücken, wie insbesondere Achsen, Wellen u. dgl., indem die von einem mit mehreren Werkstückhalterungen versehenen Drehkörper schrittweise fortbewegten Werkstücke zunächst an einer Beschickungsposition einer Werkstückhalterung aufgegeben und dann mit dieser auf einem Bogenweg einer Erwärmungsposi- to tion zugeführt werden, in der sie unter gleichzeitigem Rotieren um ihre Längsachse von einem tunnelförmigen Induktor erwärmt werden, worauf sie auf einem Bogenweg gleichen Radius zu einer Austragsposition befördert und dort von der jeweiligen Werkstückhalterung getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Drehkörpers (C) im Arbeitszyklus derari umgeschaltet wird, daß bei der einen Drehrichtung jeweils ein zuvor aufgegebenes Werkstück (B) von der Beschickungsposition in die Erwärmungsposition im Inneren des in Drehrichtung offenen Induktors (D) gebracht wird, während es bei der gegenläufigen Drehbewegung von der Erwärmungsposition in Richtung auf die Austragsposition befördert wird und bei der gegenläufigen Drehbewegung jeweils zugleich eine freie Werkstückhalterung von der Austragsposition an dem Induktor vorbei in die Beschickungsposition gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmten Werkstücke (B) bei der gegenläufigen Drehbewegung in eine Richtposition gebracht werden, in der sie gerichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmten Werkstücke (B) bei der gegenläufigen Drehbewegung durch ein Bad eines Abschreckmittels hindurchgeführt werden.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer die Werkstücke quer zu ihrer Längsachse von einer Beschickungsposition über eine Erwärmungsposition zu einer Austragsposition befördernden Werkstücktransportvorrichtung in Gestalt eines mittels eines Schrittmotors schrittweise fortschaltbaren Drehkörpers mit annähernd horizontal verlaufender Welle, der mehrere in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete paarweise Werkstückhalterungen, deren axialer Abstand im werkstücklosen Zustand größer als die axialen Abmessungen des Induktors ist, sowie Werkstückdrehvorrichtungen aufweist, mit weichen die Werkstücke um ihre zur Drehachse des Drehkörpers etwa parallelen Achsen drehbar sind, und mit einem an der Erwärmungsposition angeordneten tunnelförmigen Induktor, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (C) in seiner Drehrichtung reversierbar ist und der Induktor (D) im bogenförmigen Transportweg der an den Werkstückhalterungen (1 bis IV) angeordneten Werkstücke (B) feststehend angeordnet ist und seine Erwärmungskammer (330) für das Einführen der zu erwärmenden Werkstücke in der einen Bewegungsrichtung des Drehkörpers und für das Herausführen der erwärmten Werkstücke in der gegenläufigen Drehkörper-Bewegungsrichtung in h^r> Drehrichtung des Drehkörpers seitlich offen ist und der Drehkörper (C) mittels des Schrittschaltwerks (260) über eine Anzahl an Positionen fortschaltbar ist, die größer ist als die Anzahl der am Drehkörper in gleichen radialen Abständen angeordneten Werkstückhalterungen (I bis IV).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungskammer (330) des Induktors (D) etwa in horizontaler Blickrichtung offen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalterungen (I bis !V) aus axial gegeneinander verstellbaren Werkstückhalteorganen (70, 150) bestehen, die im Schließzustand in einem Abstand angeordnet sind, der kleiner ist als die Länge (L)des Induktors (D).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der beiden Werkstückhalteorgane (7, 150) mittels einer in Nähe des Induktors (D) angeordneten Stellvorrichtung (120, 252) axial verschiebbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Werkstückhalteorgane (70, 150) ein Anschlagorgan (110, 190) aufweisen, welches mit einem in Nähe des Induktors (D) angeordneten Nockenorgan von einer solchen Ausbi'dung zusammenwirkt, daß es die Werkstückhalteorgane nur bei der Bewegung des Drehkörpers (C) in der einen Drehrichtung, in der eine freie Werkstückhalterung an dem Induktor voi beiläuft, in Axialrichtung nach außen verstellt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalteorgane (70,150) mittels Schwenkglieder (100,180) und ihnen zugeordneter Anschlagorgane axial verstellbarsind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Werkstückhalteorgane (70, 150) gegen eine Federrückstellkraft ausstellbar sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückaustrag in Nähe des Induktors (D) und an der der offenen Seite der Erwärmungskammer (330) gegenüberliegenden Seite des Induktors angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, gekennzeichnet durch eine im Abstand von dem Induktor (D) angeordnete Werkstück-Richtvorrichtung (350) die gegen das rotierende Werkstück (B) andrückbar ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Austragsposition außerhalb des Abschreckbades auf der der Werkstück-Beschickungsposition gegenüberliegenden Seite des Induktors (D)angeordnet ist.