DE262970C

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Publication number: DE262970C
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Description

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KAISERLICHES

! ■ M.'

PATENTAMT.

- JVr 262970 KLASSE 18 c. GRUPPE

wie z. B. Eisenbahnschienen.

Das Teilhärten eiserner Gegenstände, wie z. B. Eisenbahnschienen, in der Weise, daß nur die zu härtenden Teile, z. B. die Schienenköpfe, der Einwirkung eines Härtebades unterworfen werden, während die anderen Teile unbehandelt bleiben, ist bekannt. Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren und eine zu dessen Ausübung dienende Vorrichtung, um insbesondere langgestreckten Gegenständen, wie Schienen usw., in allen oder einzelnen Teilen verschiedene Härtegrade zu geben. Das Verfahren besteht im wesent-. liehen darin, daß der betreffende Gegenstand nicht wie bisher an einem Teil mit Wasser bespritzt bzw. von oben in Wasser getaucht, sondern seiner Länge nach durch Härtebzw. Kühlbäder von öl und Wasser derart geführt wird, daß der oder die zu härtenden Teile mit der Flüssigkeit oder in der Zeit-

ao folge mit verschiedenen Flüssigkeiten in Berührung kommen, während andere Teile außerhalb des Bades gehalten werden.

Das neue Verfahren bietet gegenüber den bisher üblichen den Vorteil, daß infolge der

»5 Behandlung mit verschiedenen Flüssigkeiten, wie öl und Wasser, Schienen aus weichem Stahl geschaffen werden können, die den gewöhnlichen, aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl gefertigten an Bruchfestigkeit überlegen sind.

Eine beispielsweise für das Teilhärten von Schienen bestimmte Ausführungsform der zur Ausübung des neuen Verfahrens dienenden Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.

In derselben ist Fig. ι die Draufsicht, Fig. 2 die Seitenansicht der Vorrichtung mit zum Teil weggebrochener Seitenwand; Fig. 3 bis 8 veranschaulichen Einzelheiten bzw. Querschnitte in größerem Maßstabe, und zwar Fig. 3 nach der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 nach der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 nach der Linie 5-5 der Fig. 1, Fig. 6 nach der Linie 6-6 der Fig. 1, Fig. 7 nach der Linie y-y der Fig. 1.

, Die Vorrichtung besteht vorteilhaft aus drei voneinander getrennten, mit Wasser gefüllten Trögen 1, 2 und 3 mit Böden 5 (Fig. 5 bis 7), die nach einer Seite abfallen und auf Vorsprüngen 4' der Seitenwände 4 der Tröge ruhen. Oberhalb des tiefer stehenden Randes jedes Bodens 5 hat die Seitenwand eine öffnung 6, die nach einem seitlichen Trog 7 führt und durch eine mittels des Bolzens 8' ver- ^ stellbare Platte g^a ganz oder teilweise ge- ^ schlossen werden kann. Am Vorderende jedes Troges 7 ist eine Überlaufkammer 7' angebracht (Fig. 1), von welcher sich ein Rohr 7" abzweigt. Um das in den Trögen 7 angesammelte Wasser abführen zu können, hat jeder Trog 7 am Hinterende eine Öffnung 6' (Fig. 1), die durch eine mit Schlitzen 6^h auf Bolzen 6" (Fig. 5) gleitende, d. h. in der Höhe verstellbare Platte 6" abgeschlossen wird. Innerhalb der Tröge 1, 2 und 3 liegen übereinander zwei Reihen Walzen 9 und 10, deren Zapfen 9' in üblicher Weise in den Seitenwänden 4 der Tröge gelagert sind. Am vor-

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deren Ende der Tröge liegen die oberen und unteren Walzen in senkrechter Ebene übereinander; ihr Abstand ist veränderlich.

Die oberen Walzen 9 haben glatte Mantel 11, die unteren Walzen 10 sind mit Rillen 13 zwischen den Bunden 12 versehen. Alle Walzen werden in gleichem Sinne gedreht, wie es die Pfeile in Fig. 2 andeuten.

An den Seitenwänden 4 der Tröge 1, 2

ίο und 3 sind mittels Bolzen 15 und Trageleisten 16 Deckplatten 14 abnehmbar befestigt, die einen Führtingsschlitz 14' bilden. Die Weite des Führungsschlitzes 14' läßt sich durch Verschieben der Platten nach Maßgabe der für den Durchgang der Bolzen 15 bestimmten Querschlitze regeln.

Beiderseits des Führungsschlitzes 14' sind in den Trögen stehende, mit Bunden 17" ausgestattete Walzen 17 oben in den Deckplatten 14, unten in einer an den Trogwänden 4 befestigten Querplatte 17' gelagert.

Am vorderen Ende jedes Troges 1, 2 und 3 befindet sich innerhalb desselben eine senkrechte Wand 18, welche mit der Stirnwand 19' eine Oberlaufkammer 19 mit Entleerungsrohr iS' im unteren Teil bildet. Am oberen Rande jeder Querwand 18 ist ein Überlaufwehr 20' mittels Bolzen 20" verstellbar, um den Stand der Flüssigkeit regeln zu können. Im oberen Rande der Wände 18 sind Kipprinnen 20 mit dreieckigen Seitenwänden 21 drehbar gelagert, deren eines Ende in den Trog und deren anderes Ende in die Oberlaufkammer 19 reicht (Fig. i, 2 und 8). Ein Gewicht 22 am Vorderende hält das Hinterende in angehobener Normalstellung. Eine gleiche Querwand 18 mit zugehörigen Teilen kann am Hinterende jedes Troges angebracht sein. Durch Rohre 24 (Fig. ι und 5), welche von oben durch die Deckplatten 14 des Troges 1 führen, und durch Rohre 24' (Fig. 6 und 7), welche durch die Wände 4 der Tröge 2 und 3 führen, kann Wasser 23 in die Tröge eingelassen werden. In die Tröge 1 und 2 wird oberhalb des Wassers ein geeignetes öl 25 durch Rohre 26 eingelassen, welche durch die Vorderwand 19' der Tröge, die Überlaufkammer 19 und die Wand 18 hindurchtreten (Fig. 1 und 2). Das ölbad 25 im Troge 1 soll nur den Kopf b 4er Eisenbahnschiene α umgeben, wenn diese, wie nachstehend beschrieben, hindurchgeführt wird; die Deckplatten 14 dieses Troges sind so angebracht, daß sie nahe den Unterflächen des Schienenkopfes liegen (Fig. 5).

Im Trog 2 (Fig. 6) umgibt das Wasserbad 23 den Kopf der durchwandernden Schiene α; die Deckplatten 14 sind so angebracht, daß das öl den Steg c der Schiene umgibt, während der Schienenfuß d auf den Deckplatten aufliegt, um das Tragen und Führen der Schienen ζμ unterstützen. Im Trog 3 endlich (Fig. 7) liegen die Deckplatten 14 wie im Trog 2, und das Fehlen des Ölbades 25 erlaubt dem Wasser 23, den Kopf b und Steg c der Schiene α bei deren Durchgang völlig zu bespülen. Der Gang des Verfahrens und die Wirkungsweise der Vorrichtung sind folgende: Nachdem die fertiggewalzte Schiene α auf die gewünschte Länge geschnitten ist, wird sie in noch heißem Zustande mit einem Ende, den Kopf nach unten, in eine öffnung 19" (Fig. 8) der Vorderwand 19' des Troges 1 und über die Überlauf kammer 19 hinweggeführt, wo das Schienenende gegen das Hinterende der Kipprinne 20 stößt und diese in die wagerechte Lage führt, welche dem Schienenkopf b das Einrichten gestattet.

Nach dem Einführen der Schiene in. den Trog ι trifft der Schienensteg c in den Führungsschlitz 14' zwischen den Deckplatten 14, während der Schienenfuß oberhalb der Platten liegt, so daß, nachdem das vordere Ende der Schiene das Hinterende der Kipprinne verlassen hat, der Schienenkopf in das ölbad des Troges eintritt und die Schiene beim Vorwandern durch die beiden ersten Walzen 9 und 10 gefaßt wird, indem der Kopf b in die Rille 13 der unteren Rolle 10 eintritt und die Bodenfläche des Fußes d gegen den glatten Mantel der oberen Rolle 9 anliegt. Durch das erste Rollenpaar 9 und 10 wird die Schiene gezogen, so daß sie zwischen den stehenden Walzen 17 hindurchgehen kann, wobei die. Teile 17" der Walzen 17 an den Seiten des Schienenkopfes b und die Bunde 17" an dem Stege anliegen und die Schiene in Richtung halten. Das geradlinige Weiterwandern wird durch die folgenden Walzen 9, 10 bzw. 17 bewirkt ; dabei werden der Steg und Fuß der Schiene durch die Platten 14 außer Berührung mit dem ölbade gehalten, damit sie nicht gehärtet werden. Nachdem das Vorderende der Schiene a die hintersten Walzen 9 und 10 des Troges 1 durchwandert hat, stößt es gegen das Hintcrendc der Kipprinne 20 am anderen Trogcndc, bringt diese Rinne in die wagerechte Lage, welche dem Schienenkopf b das Eintreten gestattet, und tritt schließlieh durch die öffnung 19" der hinteren TrogwandS aus dem Troge heraus. iiö

Nach dem Verlassen des Troges 1 tritt die , Schiene α in den Trog 2 ein und durchwandert diesen in gleicher Weise wie Trog 1, wobei ihr Kopf b in das Wasserbad 23 taucht, während der Steg c im ölbade 25 liegt, um Kopf und Steg c weiter zu härten. Nach dem Verlassen des Troges 2 tritt die Schiene a in den Trog 3 ein und durchwandert ihn in gleicher Weise wie die Tröge 1 und 2, wobei aber Kopf b und Steg c nur im Wasserbade 23 liegen, um beide weiter zu härten. Wenn die Schiene die Kipprinnen 20 in den Trö-

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gen ι, 2 und 3" verlassen hat, nehmen diese unter der Wirkung ihres belasteten Vorderendes ihre aus Fig. 2 ersichtliche Normalstellung wieder ein, wobei die Seitenwände und das Hinterende gegen die Unterflächen der Platten 14 liegen und das Auslaufen von öl und Wasser aus den Trögen in die Uberlaufkammern 19 verhindern.

Während die Schiene so die Tröge 1 und 2 durchwandert und ihr Kopf b und Steg c durch das Wasserbad 2.5 und ölbad 25 in diesen Trögen gehärtet wird, läuft etwa übertretendes Ol über die Wände 18 am Vordcr- und Hinterende der Tröge in die Überlaufkammern 19, aus welchen es je nach Wunsch durch Rohre 18' nach einem Behälter abgezogen oder nach dem Bade 25 durch das Wasser 23 zwecks Kühlung zurückgeleitet werden kann. Im Troge 3 beim Wandern der ao Schiene und Härten ihres Kopfes b und Steges c etwa überstehendes Wasser fließt über die Wände 18 dieses Troges in die Endkammern 19, aus denen es je nach Wunsch durch Rohr 18' nach einem Behälter oder in das Bad 23 dieses Troges zurückgeführt werden kann. Während des Wandeins der Schiene durch die Tröge i, 2 und 3 wird das Wasser in diesen Trögen durch die öffnungen 6 der Wände 4 in die seitlichen Tröge 7 abgelassen. Etwaiger Hammerschlag vom Kopf und Steg der Schiene fällt auf die geneigten Böden 5 der einzelnen Tröge herab und gelangt gleichfalls durch die Öffnungen 6 in die Tröge 7. Aus diesen kann das Wasser durch die öffnungen 6' der Hinterwand je nach Wunsch in einen Behälter übertreten oder in die Tröge 1, 2 und 3 zurückgeleitet werden.

Bei stärkerer Wasseransammlung in den Trögen 7 kann das Wasser in die Überlaufkammern 7' überfließen und aus diesen durch Rohre 7" je nach Wunsch in einen Behälter oder zu den Trögen 1, 2 und 3 zurückgeleitet werden, während der Hammerschlag aus den Trögen 7 entfernt werden kann.
Die Tröge 1, 2 und 3 können genügende Breite erhalten, um gleichzeitig mehrere Schienen durch sie wandern zu lassen. Auch kann eine Heizvorrichtung am Vorderende des Troges ι sowie zwischen den Trögen 2 und„ 3 aufgestellt werden, um die Schienen auf der für das Härten ihrer Köpfe und Stege erforderlichen Temperatur zu halten. Im letzteren Falle, in welchem die üblichen Pyrometer an der Heizvorrichtung angebracht werden, könnte die Schiene den Erhitzungsraum langsam durchwandern, der das Werkstück auf gleichmäßiger Temperatur halten würde. Sollen Stahlschienen von besonders starkem Profil gehärtet werden, so wird der Heizkörper am Vorderende des ersten Troges das Werkstück auf gleichmäßige Temperatur erhitzen, während der Heizkörper zwischen dem zweiten und dritten Troge auf Verringerung der Härte des Werkstückes wirken wird, so daß das Werkstück auf die entsprechende Anlaßfarbe erhitzt und dann im letzten Troge durch das Wasser gekühlt werden kann. Der Kopf allein oder Kopf und Steg der Schiene können gehärtet werden, und in jedem Falle kann ein einzelner oder zwei Tröge zu dem Härten benutzt werden. Es kann natürlich in gleicher Weise auch der Schienenfuß gehärtet werden. Wie die Schienen können auch Profileisen, Stabeisen, lange Scheibenmesser usw., welche eine teilweise Härtung erfahren sollen, behandelt werden.

Ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen, können die Durchführung des Verfahrens und der Ausbau der Vorrichtung dem jeweiligen Zwecke entsprechende Änderungen erfahren.

Es ist aus dem Gesagten ersichtlich, daß z. B. eine Schiene aus weichem, zähem Stahl oder Stahl geringen Kohlenstoffgehalts am Kopf und Steg so gehärtet werden kann, daß diese Teile so hart werden, wie die gewöhnlichen, jetzt gebräuchlichen Schienen hohen Kohlenstoffgehalts, und daß während des Härtevorganges die Schiene in ihrer endgültigen Gestalt und genauen Richtung gehalten wird? Soll nur der Schienenkopf gehärtet werden, so wird der Steg und Fuß, und wenn Kopf und Steg gehärtet wird, der Fuß vom Härtemittel ferngehalten, so daß der Steg und Fuß oder nur der Fuß ihre bzw. seine Weichheit und Zähigkeit bei dem Abkühlen beibehalten.

Während des Wanderns der Schiene durch die Tröge hindurch liegt der Schienensteg dicht an den Kanten des von den Deckplatten 14 gebildeten Führungsschlitzes an, damit das unter den Platten befindliche öl vor dem ion Verbrennen durch die Hitze des ungekühlten Schienenteiles bewahrt wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Erzielung verschiedener Härte- bzw. Zähigkeitsgrade in allen oder einzelnen Teilen insbesondere langgestreckter Gegenstände, wie z. B. Eisenbahnschienen, dadurch gekennzeichnet, daß das ■ fertige Werkstück in noch heißem Zu- 110" stände seiner Länge nach durch Bäder von öl und Wasser so hindurchgeführt wird, daß die zu härtenden Teile, z. B. der Kopf oder Kopf und Steg einer Schiene, auf verschiedene Tiefe in die Flüssigkeit eintauchen.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchführen des heißen Werkstückes durch die Bäder in der Weise erfolgt, daß die zu* härtenden Teile, z. B. der Kopf oder Kopf und Steg einer Schiene, in zeit-

licher Aufeinanderfolge zunächst mit dem Öl und dann mit dem Wasser in Berührung kommen.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach Ansprucli 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daf3 bei dem Härten von Schienen zunächst nur der Kopf durch das Ölbad und dann erst unter gleichzeitigem Eintauchen . des Kopfes in ein Wasserbad auch der Steg durch ein Ölbad hindurchgefülirt wird. <]. Ausführungsform des Verfahrens nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Härten von Schienen nach dem gleichzeitigen Durchführen des Kopfes durch ein Wasserbad und des Steges durch ein Ölbad der Kopf und der ganze Steg oder ein Teil desselben gemeinsam durch ein Wasserbad geführt werden.

5. Ausführungsform des Verfahrens nach ao Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Härten von Schienen während des Durchführens des Steges durch das Ölbad bzw. durch das Wasserbad der Fuß durch ein ölbad geführt wird.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch hintereinanderliegcnde Tröge mit vorteilhaft selbsttätig verschließbaren Ein- und Auslässen sowie Förder- und Richtwalzen für das durchzuführende Werkstück.

7. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Trögen der beabsichtigten Einwirkung auf das Werkstück entsprechend einstellbare Platten (14) angebracht sind, welche die nicht von der Flüssigkeit zu berührenden Teile abdecken sowie das Werkstück gegebenenfalls tragen und führen.

8. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Eintauchtiefe des Werkstückes entsprechender Höhe angebrachten Ein- und Auslaßöffnungen der Tröge mit Abschlußstücken, wie z. B. Kipprinnen, ausgestattet sind, die das Ausströmen der Badflüssigkeit verhindern.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.