DE2750594A1

DE2750594A1 - Verfahren und einrichtung zum wasserspruehhaerten von stahlwaren

Info

Publication number: DE2750594A1
Application number: DE19772750594
Authority: DE
Inventors: Jun Albert John Nielsen; Ralph Joseph Piwko; Michael Albert Schober
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Ingersoll Products Corp
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1978-05-24
Also published as: DK517677A; FR2371513B1; US4152180A; US4079919A; AU513020B2; AR215029A1; DE2750594C2; SE7712463L; CA1110144A; AU3024177A; ZA776398B; JPS5364611A; FR2371513A1; GB1574924A; ES464211A1; BR7707741A

Description

Das Härten von Stahl durch Erwärmen auf eine Austenisierungstemperatur mit darauffolgender Abkühlung durch einen Sprühgang ist allgemein bekannt. Beim Härten von ebenen und flachen Gegenständen wie Flachscheiben, Zahnrädern, Rädern usw. durch herkömmliches ; Verfahren läßt sich ein Verwerfen des Stückes infolge ungleichmäßigen Eintauchens oder ungleichmäfiigen Sprühens mit einem Ablöschmittel schwer vermeiden. Während des Sprühhärtens muB die Wa-* re auch abgestützt oder getragen werden, wobei wesentliche Flächen des Stückes durch den Träger bedeckt sind und damit nicht dem Abschreteprühmittel ausgesetzt sind. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Abkühlung, welche ihrerseits eine unerwünschte Verformung des Stückes ergibt.

Gegenwärtige Verfahren zur Abschreckung von Scheiben die Scheiben landwirtschaftlicher Geräte stützen sich auf Abschrecken in Ul oder Zwischenstufenhärten in einem Salzbad und Wassersprühhärten wurde auf diese Scheiben oder ähnliche Teile bisher nicht angewandt. Die Erfindung jedoch verwendet eine wirksame Wassersprühhärtung für die erwärmten Stücke, um eine im wesentlichen gleichmäßige und schnelle Abkühlung des Stückes vom Austenit- zum Martensitzustand zu erreichen. Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Wassersprühhärten von Scheiben landwirtschaftlicher Geräte und ähnlicher Waren, nach welchem die Scheibe bei einer entsprechenden Temperatur einem Ofen entnommen wird und durch eine gesteuerte Druckwassersprühung abgeschreckt wird, die gleichzeitig auf beide Seiten des Stückes verteilt wird, wobei die Sprühung

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auf die gesamte Fläche des Stückes mit gleicher Stärke einwirkt. Während des Abschreckens bleibt das Stück stationär und wird dabei auf einer Reihe von Trägerstiften getragen, die so bemessen sind, daß die an dem abzuschreckenden oder zu sprühhärtenden Stück abgedeckte Sprühung auf ein Minimum verringert wird.

Erfindungsgemäß ist eine Wassersprühhärtung für einen Stahlgegenstand vorgesehen, um die gewünschte Umwandlung vom austenitischen zum martensitischen Zustand zu erreichen. Bei herkömmlichen ölhärte· verfahren sind Kohlenstoff-reiche Stähle erforderlich, um während des Abschreckvorgangs die gewünschte Umwandlung zu erzielen. Die schwerere Wassersprühhärtung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt kohlenstoffärmere Stähle oder Stahllegierungen zu, wodurch sich ein Erzeugnis von höherer Schlagfestigkeit ergibt. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, können auch Stähle mit geringerer Härtbarkeit beim Wassersprühhärten verwendet werden.

Die Erfindung umfaßt auch einen Abschreckgang unter Verwendung einer Wassersprühung, wobei sowohl die Kapital- als auch die laufenden Unkosten für das Abschreckmittel im Vergleich zu einer ölhärteanlage niedriger sind. Der Ersatz der ölabschreckung durch eine Wasserabschreckung vermeidet auch Feuergefahren in Verbindung mit öl sowie Fragen des Umweltschutzes infolge eines ölabschreckmittels.

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann als ein Verfahren zur Härtung von Stahlwaren durch Wasserabschreckung

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beschrieben werden, welches die Verfahrensstufen der Erwärmung des Gegenstandes auf eine Temperatur umfaßt, die höher als die Austenisierungstemperatur liegt, den schnellen Transport des Gegenstandes in eine Abschreckzone, wobei dieser stationär gehalten i wird und gleichzeitig auf beiden Seiten mit Wasser besprüht wird, j um ihn w irksam und vollkommen zu martanisleren und schließlich '. das Auswerfen oder Ausbringen des gehärteten Gegenstandes aus der ι Abschreck- oder Härtezone.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer Wassersprühabschreckanlage zur Weiterverarbeitung und Abkühlung der aus dem Austenisierungsofen kommenden heißen Gegenstände. Ein Förderband führt vom Ofen zur Abschreckstatlon, auf welcher der heiße Gegenstand gegenüber den Sprähhärtedüsen oder Sprühabschreckdüsen entsprechend angeordnet wird. Das Förderband fällt dann in der Abschreckstation ab, wobei der Gegenstand von einer Reihe von Trägerstiften getragen wird, und Wasser gleichzeitig auf die obere und untere Oberfläche des waagrechten angeordneten Gegenstandes gesprüht wird.Nach dem Sprühvorgang wird das Förderband wieder angehoben, um mit dem gekühlten Gegenstand in Eingriff zu kommen und diesen aus der Abschreckstation zu entfernen.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Abschreckstation,

des Förderbandes und des Ofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen Seitenriß, teilweise im Ausschnitt, der Abschreckstation, wobei das Förderband den abzuschreckenden Gegenstand trägtj

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Förderbandes

in der Abschreckstation mit der Einrichtung zur Positionierung des abzuschreckenden oder zu härtenden Gegenstandes;

Fig. 4 einen Seitenriß, teilweise im Ausschnitt, wie

Fig. 2, wobei jedoch das Förderband vor dem Abschrecken zurückgezogen ist;

Fig. 5 einen Grundriß des Förderbandes und der Trägereinrichtung der Abschreckstation, wobei die Abschnitte des Förderbandes zurückgezogen sind;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Förderbandes in

der Abschreckstation mit der Einrichtung zum Zurückfahren oder Zurückziehen des Förderbandes;

Fig. 7 einen Seitenriß der Fördereinrichtung für den

Ofen und die Abschreckanlage.

Fig. 1 zeigt eine oder mehrere Scheiben Io für landwirtschaftliche Geräte, wie sie z.B. bei einer Scheibenegge verwendet werden, die sich auf einem Förderband 12 von einem Ofei 11 zu einer Abschreckstation 13 bewegen und nach dem Abschrecken auf einem zweiten För-

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derband 14 weiteren für das Endprodukt nötigen Bearbeitungsgängen zugeführt werden. Der Ofen 11 wird von einem eigenen Förderband durchlaufen, das nachstehend näher erläutert wird, so daß eine Scheibe Io rechts (in Fig. 1 nicht gezeigt) in den Ofen 11 einläuft, diesen durchläuft, wobei sie über ihre Austenisierungstemperatur hinaus erwärmt wird. '

Die Abschreckstation 13 umfaßt ein Gehäuse mit einer Oberwand 15, einer Vorderwand 16, in welcher eine Eintrittsöffnung 17 zur Aufnahme einer Scheibe vom Förderband 12 ausgeformt ist, ferner mit einer Rückwand 18, in welcher sich eine Austrittsöffnung 19 befindet, damit die abgeschredte Scheibe entfernt werden kann, und schließlich zwei Seitenwände 21,22. Eine durch einen Kolben mit Luftzylinder 24 betätigte Schiebetüre 23 erschließt die Eintrittsöffnung 17, und eine zweite, durch einen zweiten Kolben mit Luftzylinder 26 betätigte Schiebetür steuert den Zugang zur Öffnung 19. Zwei bewegliche Förderbandabschnitte 27,28 erstrecken sich zwischen der Vorder- und Hinterwand 16,18, um mit dem Ende 29 des Förderbandes 12 sowie dem Anfang 3o des Förderbandes 14 zu fluchten. Die Förderbandabschnitte umfassen jeweils zwei parallele ausgekehlte Teile 32 (U-Profile) mit einer Anzahl von im Abstand parallel zueinander angeordneten Rollen 33, die sich zwischen diesen U-Profilen erstrecken. Je ein Paar von U-Profilen sind drehbar an den Enden 29,3o der Förderbänder 12,14 durch Stifte 34 in Lagern 35 an den Seitenwänden 21,22 befestigt.(Fig. 6). Beide ausgekehlten Teile 32 eines jeden Förderbandabschnittes 27,28 sind an einem Ende eines Stützarmes 31 befestigt, wobei das entgegengesetzte

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Ende der Arme für eine Drehung mit den Stiften 34 gelagert ist. An der Seitenwand 21 ist ein Kolben mit Luftzylinder 36 neben jeder Kante montiert, wobei der Kolben nach unten ragt und in einem Gabelkopf oder Bügel 37 endet. Ein an einem Ende an einem Drehzapfen 34 befestigter Arm 38 erstreckt sich allgemein/iach außen und oben (Fig. 1) bis zu einem Punkt zwischen den Schenkeln des Bügels 37, so daß die fluchtenden öffnungen im Arm 38 und in den Bügelschenkeln zur Aufnahme eines Drehzapfens 39 dienen. Diese Zylinder steuern die Schwenkbewegung der Förderbandabschnitte 27, 28.

Zwei kurvenförmige Stützen oder Träger 41,41 sind im Gehäuse auf Profilteilen 4 5,45 befestigt und von den Seitenwänden in Abstand angeordnet, damit sie sich zwischen der ersten und zweiten Rolle 33',33' an den inneren freien Enden 42,42 der Schienen 32 erstrekken. Eine Traverse 4o erstreckt sich quer und verbindet die unteren Enden der Teile 41,41 und bildet eine Befestigungsstange für zwei kurvenförmige Trägerstifte 4 3,43 für jeden Förderbandteil. Die Stifte fluchten und erstrecken sich zwischen den Rollen 33' , 33', wenn die Teile waagrecht liegen. Die Trägerstifte besitzen im wesentlichen die gleiche Krümmung wie die Träger 41,41, um eine Schwenkbewegung der Teile 27,28 zu gestatten. Das obere Ende 44 eines jeden Trägerstiftes 4 3 ist gerade unterhalb der Stützebene der Rollen 33,33* angeordnet, wenn die Teile 27,28 waagrecht fluchten.

Zwei parallel angeordnete U-Profile oder Kehlleisten 45,45 sind

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an den Innenflächen der Seitenwände 21,22 in einem Abstand über den Förderbandteilen 27,28 befestigt, und erstreckenssich zwischen der Vorder- und Rückwand 16,18. Jedes Profil 45 trägt einen Lagerbock 46, in welchem ein Ende einer Querwelle 47 gelagert ist, die ihrerr seits einen Arm 48 trägt, dessen freies Ende in einem hängenden Stift 49 endet, der mit radial nach außen ragenden Fingern 51 versehen ist. Ein Ende 52 der Welle 47 ragt durch die Seitenwand 21 und endet in einem Querarm 53, dessen freies Ende in einem Bügel 54 drehbar gelagert ist, der durch einen an der Wand 21 befestigten Kolben mit Zylinder 55 gesteuert wird.

Zwei hin- und hergehende Stangen 56,56 ragen durch die Seitenwände 21,22 sowie durch U-Profile45 nach innen und laufen an ihren Innenenden in zwei hängende Stellglieder 57,57 aus, die an ihren unteren Enden 58 vorzugsweise ausgeschnitten sind. An der Außenseite der Seitenwände 21,22 sind zwei sich quer erstreckende Luftpumpen (Kolben und Zylinder) 59,59 angeordnet, welche die Pendelbewegung der Stangen 56,56 sowie der Teile 57,57 steuern. Vor den Teilen 57,57 (nach Fig. 2 rechts) sind zwei weitere senkrechte Stellglieder 61,61 an den Innenenden eines zweiten Satzes von hin- und hergehenden Stangen 6 2,62 montiert, die ebenfalls durch die Kolben und Zylinder 59,59 gesteuert werden und für den Einsatz von größeren Scheiben als der gezeigten dienen.

Wasser für den Abschreckgang gelangt von einem nicht gezeigten Druckbehälter durch ein Hauptrohr 63 mit einem Steuerventil 64

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zu einer oberen Zweigleitung 65 und einer unteren Zweigleitung Die Zweigleitung 65 ist an der Oberwand 15 angeordnet und besitzt eine Anzahl von SprühdUsen 67, die von dort herabhängend durch die Wand 15 in die Abschreckkammer68 hineinragen. Die Zweigleitung 66 ragt durch die Seltenwand 21 unter den Trägern 41, den Trägerstiften 4 3 sowie den Förderbandteilen 27,28. Eine Anzahl von Sprühdüsen 69 ragt vom Rohr 66 nach oben. Die Sprühdüsen 67 ; und 6 9 sind so angeordnet, daß das Sprühbild die Oberfläche des zu härtenden Gegenstandes Io vollständig bedeckt, und nicht gezeigte Rückschlagventile sind an den Düsen vorgesehen, so daß die Rohrabzweiger stets mit Wasser gefüllt sind. In der Oberwand 15 ist ein Infrarotdetektor 71 angeordnet, um die Anwesenheit eines heißen Gegenstandes abzugreifen und ein Signal zur Einleitung des Abschreckganges abzugeben.

Nach Fig. 7 führt ein Förderband 7 3 die Scheiben Io laufend durch den Ofen mit einer entsprechenden Geschwindigkeit, so daß die Scheiben auf eine Temperatur erwärmt werden, die größer ist als die Austenisierungstemperatur für diese bestimmte Stahlmischung. Neben der Austrittsöffnung 7 2 des Ofens ist ein durch einen Zweigangmotor 75 mit Antriebskette 76 angetriebenes kurzes Förderband 74 angeordnet. Dieser Motor besitzt eine der Geschwindigkeit des Förderbandes 73 gleiche niedrige Drehzahl sowie eine zweite viel höhere Drehzahl. Z.B. kann das Förderband 7 3 eine Geschwindigkeit von 6 Fuß/min. (1,8288 m/min) besitzen, wobei das Förderband 74 die gleiche niedrige Ganggeschwindigkeit sowie einen Eilgang von 13o Fuß/min (39,624 m/min) zusätzlich aufweist. Zwischen das

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Förderband 74 void das zur Abschreckstation 13 führende Förderband 12 1st ein durch einen Motor 78 und eine Kette 79 angetriebener Förderbandteil 77 geschaltet, obwohl dieser Förderbandteil 77 eine Verlängerung des Förderbandes 12 sein kann, wird er mit einer ein-* zigen der Geschwindigkeit des Förderbandes 74 gleichen Geschwindigkeit angetrieben.

Das Förderband 14 wird durch einen Motor 81 mit einem Gang und der Antriebskette 82 mit einer der hohen Geschwindigkeit des Förderbandes 74 gleichen Geschwindigkeit angetrieben, wobei der Motor die Rollen des Förderbandes 14 sowie die Rollen 33,33' des Förderbandteiles 28 in der Abschreckstation 13 über eine Fließbandkettenanordnung antreibt. Eine Uberbrückungskette 83 verbindet die ersten Rollen 84 des Förderbandes 14 mit der letzten Rolle 85 des Förderbandes 12 und die Rolle 85 treibt die Rollen 33,33' des Förderbandes 27 in der Abschreckstation 13 sowie auch die Rollen des Förderbands 12 durch eine hintereinander geschaltete oder Fließbandkettenanordnung an. Ein erster Mikroschalter 86 ist im Förderbandteil 77, und ein zweiter Mikroschalter 87 im Förderband 14 angeordnet, und beide Mikroschalter dienen der Steuerung des Zweigangmotors 75.

Vor dem Abschrecken wird ein nicht gezeigter Druckbehälter mit Wasser von einer bestimmten Temperatur gefüllt, das unter einen Druck von einem bestimmten Pegel gesetzt wird, wobei sich das Drosselventil 64 schließt. In Abhängigkeit von dem abzuschreckenden bestimmten Gegenstand kann das Hasser durch Durchlauf durch einen automatisch gesteuerten Dampfwärmeaustauscher . erhitzt oder durch

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Durchlauf durch einen Kühlturm abgekühlt werden, wenn es in den Druckbehälter gepumpt wird. Hierbei dient der Behälter als Sammler, wobei sich komprimierte Luft über dem Wasser im geschlossenen Raum befindet. Die abzuschreckenden Gegenstände Io werden der Reihe nach auf dem Förderband 7 3 dem Ofen zugeführt, um auf eine Temperatur über ihrer Austenisierungstemperatur erwärmt zu werden, bevor sie den Ofen durch den Austritt 7 2 wieder verlassen. Die Gegenstände auf dem Förderband 7 3 sind im allgemeinen eng aneinander angeordnet.

Es sei angenommen, daß eine Scheibe Io in der Station 13 abgeschreckt wird, wobei im Abschreckgang vorgesehen ist, daß die Luftzylinder 24,26 zur Anhebung der Türen 23,25 betätigt werden sowie daß die Förderbänder 77,12,27,28,M in Gang gesetzt werden, um die abgeschreckte Scheibe auf dem Förderband 14 einer beliebigen weiteren Verarbeitung zuzuführen. Wenn die Scheibe auf dem Förderband 14 fährt, löst sie den Mikroschalter 87 aus, um die Kolben und Zylinder 59 zu beaufschlagen und die Stellglieder 57 quer über die Förderbandabschnitte 27,28 zu bewegen, um die nächste Scheibe anzuhalten sowie, um den Förderbandteil 74 auf den Schnellgang umzuschalten. Wenn somit die heiße Scheibe auf dem Förderband 74 fährt, wird sie schnell mit einer höheren Geschwindigkeit auf den Förderbändern 74,77,12 durch die Öffnung 17 auf die Förderbandteile 27,28 befördert, um durch die Stellglieder 57 angehalten zu werden. Hierbei wirken die ausgeschnittenen Teile 58 an den Teilen 57 zur Zentrierung der Scheibe über den Enden 44 der Trägerstifte 43. Wenn sich die Scheibe über das

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Förderband 77 bewegt, löst sie den Mikroschalter 86 aus, um das Förderband 74 auf den niederen Gang umzuschalten.

Der Infrarotdetektor 71 tastet die Anwesenheit einer Scheibe Io ab und bestätigt, daß diese auf die richtige Temperatur erwärmt worden ist. Ein Signal des Detektors schaltet die Antriebsmotoren 78,81 ab, wodurch die Förderbänder 77,12,27,28,14 anhalten, ferne» betätigt das Detektorsignal die Kolben und Zylinder 24,26, um die Türen 23,25 herabzulassen und die beaufschlagt Kolben und Zylinder 55, um den Arm 53 und die Welle 47 zu drehen, damit sich der Arm 48 in Rechtsrichtung drehe (Fig. 2,3),so daβ die radialen Finger 51 und der Stift 49 auf dem Mittelpunkt ruhen. Gleichzeitig werden die Kolben und Zylinder 36,36 beaufschlagt, um die Arme 38,38 zu drehen und die Förderbandteile 27,28 um die Drehzapfen 34,34 ζuifbkzuziehen. Durch den Rückzug der Förderbandteile wird die Scheibe Io auf die Trägerstifte 43 abgesenkt. Dann werden Kolben und Zylinder 59,59 betätigt, um die Stangen 56 und die Stellglieder 57 von der Scheibe abzuziehen.

Das Drosselventil 64 öffnet und bewirkt, daß der Druck in der oberen und unteren Zweigleitung 65,66 über den Druck des Rückschlagventils hinaus ansteigt, und die Strömung durch die Düsen 67,69 auf die obere und untere Oberfläche der Scheibe ausgelöst wird. Mit den Düsen 67,69 werden nicht gezeigte Rückschlagventile verwendet, um zu gewählfeisten, daß der obere und untere Wassersprühstrahl gleichzeitig auf der Scheibe auftrifft. Nach Ablauf der vorgesehenen Sprühzeit fließt das Ventil 64, worauf der

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Sprühstrahl unterbrochen wird und die Kolben und Zylinder 36,36 beaufschlagt werden, um die Förderbandabschnitte 27,28 in ihre waagrechte Stellung zu drehen und die abgeschrägte Scheibe von den Trägerstiften 4 3 abzuheben. Gleichzeitig werden Kolben und Zylinder 65 betätigt, um den Stift 4 9 mit den Fingern 51 anzuheben, sowie die Kolben und Zylinder 24,26, um die Türen 23,25 hochzuheben. Beim Erreichen der waagrechten Stellung der Förderbandabschnitte 27,28 werden die Förderbänder 14,27,28,12,77 betätigt, um die Scheibe aus der Abschreckkammer 68 auf das Förderband 14 zu führen.

Die Scheibe löst den Mikroschalter im Förderband 14 aus, um den nächsten Abschreck- oder Härtereigang für eine weitere Scheibe Io vom Ofen aus einzuleiten. Alle Pumpen (Kolben- und Zylinderaggregate) sind vorzugsweise aus Gifhden des schnellen Ansprechens und der schnellen Wirkung luftbetätigt, und eine geeignete Steuerung für die serielle Betätigung der Kolben und Zylinder sowie des Steuerventils kann leicht entwickelt werden. Die Abschreckkammer öffnet sich direkt in einen Sumpf oder einen Auffangbehälter, so daß das beim Abschrecken verwendete Wasser gesammelt und wieder verwendet werden oder auslaufen kann.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren der ununterbrochenen Abschreckung einer endlosen Platte oder Stange ist das erfindungsgemäße Verfahren für Einzelteile bestimmt, die während des Abschreck- oder Härtevorgangs stationkr bleiben, und die Teile bleiben nicht einer im wesentlichen beschränkten oder umschlos-

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senen Abschreckvorrichtung. Bei dem erfindungsgemäBen Verfahren verteilt sich der Sprühstrahl gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des abgeschreckten Gegenstandes, wobei die Gleichmäßigkeit durch die Auswahl und das Rastermaß der Sprühdüsen sowie durch )

Regelung des Sprühdruckes gesteuert wird. Wenn ein Teil während des Abschreckvorgangs körperlich festgehalten werden muß, so besteht die Hauptschwierigkeit in der Größe der Abschattung oder der Abdeckung des Sprühstrahls, welche durch die Haltevorrichtung verursacht wird. Offensichtlich würden die Förderbandrollen eine erhebliche Abschattung des Teiles bewirken; die angelenkten Förderbandzwillingsabschnitte vermeiden jedoch durch Wegdrehen vom Gegenstand und Abstützung durch Stifte eine mögliche Abschattung durch das Förderband, welches den Sprühstrahl von der unteren Zweigleitung unterbricht. Trägerstifte ergeben nur eine minimale Abschattung während des Abschreckvorgangs.

Das Wassersprühhärte- oder Abschreckverfahren bedient sich eines Wassersprühstrahles mit gesteuertem Druck, gesteuerter Temperatur, gesteuerter Tropfengröße sowie einem Gesamtdurchsatz der gleichzeitig auf beide Seiten oder Oberflächen des abzuschreckenden Gegenstandes einwirkt. Die Intensität oder Dichte des Sprühstrahles muß gleichmäßig über die Gesamtfläche der Sbeibe verteilt sein, und die Wassertröpfchen müssen genügend kinetische Energie besitzen, um die Dampfschichten zu durchdringen, die sich während des Abschreckvorgänge aufbauen; andererseits dürfen sie jedoch nicht zu groß sein. Wenn die Tropfengröße über einen bestimmten Punkt hinaus erhöht wird, verstärkt sich auch die Verwerfung

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des gehärteten Teiles, was offensichtlich auf die Körnung und örtliche Ungleichmäßigkeit des Sprühstrahls zurückzuführen ist. Die folgende Tabelle zeigt Beispiele für Abschreckparameter zur Herstellung von Scheiben für landwirtschaftliche Geräte:

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Tabelle I

Scheibengröße Durchmesser + Dicke

mn

Abschrecktemperatur

Wasserdruck

kg/cm

DUssenöffnung

rom 0

Gesamtdurchsatz

l/min

Geschwindigkeit pro Flächeneinheit

l/min/m²

6Io χ 6,35 (24" χ o,25o")

oo 5o8 χ 3,759

K) (2o" χ 0,148")

N 355,6 x 2,lo8

S (14" x o,o83")

^ 342,9 χ 2,lo8 (13,5" x O,o83")

26,7-32,2 (8o-9o°F)

22,2-27,8 (72-82°F)

23,9-26,7 (75-8o^C

23,9-26,7 (75-8o°F)

4,92 12,7 883o,7 758o -

(7o psi) (o,5o") (233o g.p.m.) (18o g.p.m./ft )

3,52 12,7 7428,4 6316,6666 ,

(5o psi) (o,5o") (196o g.p.m.) (15o g.p.m./ft )

1,76 12,7 2842,5 3916,3333 -

(25 psi) (o,5o") (75o g.p.m.) (93 g.p.m./ft )

2,11 12,7 3183,6 4337,444 ,

(3o psi) (o,5o") (84o g.p.m.) (Io3 g.p.m./ft )

N)

ro

Alle diese Beispiele besitzen etwa den gleichen Kohlenstoffgehalt von o,4 % C. Bei einem Kohlenstoffgehalt von o,4 % oder weniger kann das Abschreckwasser bei einer Wiederverwendung eine Abfüllung auf einen Pegel von etwa 60 F (15,6 C) erfordern. Eine höhere Abschreckwassertemperatur zur Vermeidung von Abschreckrissen (12o- ' 16o°F = 48,9 - 71,1°C) kann erforderlich sein, wenn ein dünnerer Istahlgegenstand von o,4 2 % C und mehr abgeschreckt wird. Bei höhe-

jren Abschreckwassertemperaturen kann ein Dampfwärmeaustauscher erforderlich sein.

Obwohl dieses Verfahren zur Behandlung von flachen oder gekrümmten verhältnismäßig dünnen Stahlplatten wie Scheiben für landwirtschaftliche Geräte bekannt gemacht wird, sind sowohl Verfahren als auch die Einrichtung zur Behandlung von anderen landwirtschaftlichen Gerätschaften oder Tellerfedern vorteilhaft. Die Wasserabschreckung gibt eine schnelle Abkühlung des Gegenstandes, so daß er bei seiner Austenisierungstemperatur vollständig in Martensit umgewandelt wird. Diese Schnellabschreckung gestattet auch die Verwendung von Gegenständen mit geringerem Kohlenstoffanteil bzw. von niedriger legierten Stählen im Vergleich zu den gegenwärtig verwandten.

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ι *³ .

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Härten von Stahlwaren durch Wasserabschreckung, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand auf eine Temperatur

die erwärmt wird, über seinerAustenisierungstemperatur liegt, daß er schnell in eine Abschreckzone transportiert wird, wo er stationär verbleibt, ferner dadurch, daß gleichzeitig beide Seiten des Gegenstandes mit Wasser besprüht werden, um ihn wirksam und vollständig im Martens!t zu verwandeln und schließlich dadurch, daß der abgeschreckte Gegenstand aus der Abschreckzone entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand in der Abschreckzone waagrecht angeordnet ist und auf einer kleinetmöglichen Fläche getragen wird, um während des Abschreckens eine Abschattung zu vermeiden, ferner dadurch, daß der Gegenstand auf zwei Förderbandabschnitten über Trägerstiften angeordnet ist und schließlich dadurch, daß sich die Förderbandabschnitte vom Gegenstand weg drehen, um diesen vor der Abschrecksprühung auf Trägerstiften abzulegen.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förde rb an dab sehn it te nach dem Sprühen in ihre waagrecht fluchtende Lage rückkehren, um den abgeschreckten Gegenstand von den Trägerstiften abzuheben und ihn aus der Abschreckzone hinauszubefördern.

4. Wassersprühhärteanlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschreckstation (13) vorgesehen ist, daß ein erstes Förderband (12) von einem Ofen (11) zur Station führt, und ein zweites Förderband (14) von der Station (13) hinwegführt, ferner dadurch, daß die Abschreckstation (13) zwei waagrecht fluchtende Förderbandabschnitte (27,28) umfaßt, die so angelenkt sind,daß sie sich aus ihrer waagrechten Ebene heraus abwärts und von der Ebene hinweg drehen, daß eine Anzahl von Trägerstiften (43,4 3) bis kurz vor der waagrechten Ebene der Förderbandabschnitte aufwärtsragt, damit beide Seiten des Gegenstands (lo) gleichzeitig abgeschreckt werden können.

5. Wassersprühhärteanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Stellglieder (57) den abzuschreckenden Gegenstand (lo) auf den Förderbandabschnitten (27,28) über den Trägerstiften (43,

4 3) anordnen und ihn dort stationär halten.

6. Wassersprühhärteanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmefühler (71) die Anwesenheit eines in der Abschreckstation (13) angeordneten heißen Gegenstandes (lo) abtastet und den Abschreckgang einleitet.

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7. Wassersprühhärteanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstifte (4 3,4 3) gekrümmt sind, um sich zwischen zwei Rollen (33*,33') am Innenende (4 2) eines jeden Förderbandteiles (27,28) zu erstrecken.

8. Wassersprühhärteanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweigangförderbandabschnitt (74) am Austrittsende (7 2) des Ofens (11) angeordnet ist, daß ein Förderband (73) im Ofen (11) im kleineren Gang des zweigängigen Förderbandabschnittes läuft sowie dadurch, daß das erste Förderband (12), das zweite Förderband (14) sowie die angelenkten Förderbandabschnitte (27,28) im höheren Gang des zweigängigen Förderbandabschnitts (74) laufen.

9. Wassersprühhärteanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Mikroschalter(86) im ersten Förderband (12) angeordnet ist und durch einen den Ofen (11) verlassenden Gegenstand (lo) ausgelöst wird, um den Zweigangförderbandabschnitt (74) vom hohen Gang auf den niedrigen Gang umzuschalten sowie dadurch, daß ein zweiter Mikroschalter (87) im zweiten Förderband (14) angeordnet ist, um durch einen abgeschreckten Gegenstand (lo) ausgelöst zu werden, damit der Zweigang-Förderbandabschnitt (74) vom niedrigen auf den hohen Gang umgeschaltet wird.

Io. Wassersprühhärteanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmefühler (71) in der Abschreckstation (13) die An-

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Wesenheit eines heißen Gegenstandes (lo) abtastet, um den Antrieb des ersten und zweiten Förderbandes (12 ,14) sowie der angelenkten Förderbandabschnitte (27,28) anzuhalten und den AbsehreckVorgang einzuleiten.

11. Wassersprühhärteanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare von gekrümmten Trägern (41,41) in der Abschreckstation (13) zur Halterung der Trägerstifte (4 3,43) angeordnet sind, daß diese Tigerstifte gekrümmt sind und im allgemeinen parallel zu den Schienen laufen, um sich zwischen zwei Rollen (33*,33') am Innenende (42) eines jeden Förderbandabschnittes (27,28) zu erstrecken, ferner dadurch, daß eine Druckwasserquelle (6 3), ein oberes Zweigwasserrohr (65) über den Förderbandabschnitten vorgesehen sind, welche mit oberen Sprühdüsen (67) in Verbindung stehen, daß ein unteres Zweigrohr (66) unter den Förderbandabschnitten mit unteren Sprühdüsen (69) in Verbindung steht weiter dadurch, daß die Zweigrohre (65,66) mit der Wasserquelle (6 3) verbunden sind, daß ein Steuerventil (64) zwischen der Quelle und den Zweigrohren angeordnet ist, sodann dadurch, daß mindestens zwei in Querrichtung hin- und herlaufende hängende Stellglieder (57,57 oder 61,61) über den Förderbandabschnitten (27,28) zur Positionierung und Halterung eines heißen Gegenstandes (lo) über den Trägerstiften (4 3) angeordnet sind, daß mindestens ein erster Luftzylinder mit Kolben (59) diese Stellglieder hin- und herbewegt, daß ein Schwingarm (48) über den Förderbandabschnitten (27,28) angeordnet ist und in einem hängenden oberen Halteglied (4 9)

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endet, daß ein zweiter Luftzylinder mit Kolben (55) die Schwingbewegung des Armes (48) bewirkt, weiter dadurch, daß die Abschreckstation (13) mit einer Eintrittsöffnung (17) versehen ist, welche mit dem ersten Förderband (12) fluchtet sowie mit einer Austrittsöffnung (19), welche mit dem zweiten Förderband (14) fluchtet, daß für jede Öffnung eine Schiebetür (23,25) vorgesehen 1st, weiter dadurch, daß ein dritter Luftzylinder mit Kolben (24,26) für jede Schiebetür (23,25) vorgesehen ist, um diese in senkrechter Richtung hin- und herzuschieben, daß ein vierter Luftzylinder mit Kolben (36) mit jedem Förderbandabschnitt (27,28) in Wirkverbindung steht, um diesen zu einer Drehbewegung zu veranlassen und schließlich dadurch, daß ein Wärmefühler (71) einen heißen Gegenstand (lo) in der Station (13) abtastet und den SprühVorgang auslöst.

12. WassersprUhhärteanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweigangförderbandabschnitt (74) am Austritt (72) des Ofens (11) vorgesehen ist, daß ein Förderband (73) im Ofen laufend im niedrigen Gang des Zweigangförderbandabschnitts (74) läuft, ferner dadurch, daß das erste und zweite Förderband (12,14) sowie die Förderbandabschnitte (27,28) im höheren Gang des Zweigang-Förderbandabschnitts (74) laufen, daß ein erster Mikroschalter (86) im ersten Förderband (12) durch einen Gegenstand (lo) ausgelöst wird, um den Zweigangförderbandabschnitt (74) vom höheren Gang zum niedrigeren Gang umzuschalten, weiter dadurch, daß ein zweiter Mikroschalter (87) im zweiten Förderband (14) durch einen abgeschreckten Gegenstand

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(lo) beaufschlagt wird, urn den Zweigangförderbandabschnitt (74) vom niedrigen zum höheren Gang umzuschalten und schließlich dadurch, daß ein Wärmefühler (71) das erste und zweite Förderband (12,14) sowie die angelenkten Förderbandabschnitte (27,28) anhält, wenn sich ein Gegenstand (lo) in der Abschreck· station (13) befindet.

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