DE29701378U1 - Device for penetrating a batch of metallic workpieces - Google Patents

Device for penetrating a batch of metallic workpieces

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17. Jan. 199717 Jan 1997

Vorrichtung zum Durchdringen einer Charge aus metallischen WerkstückenDevice for penetrating a batch of metallic workpieces

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchdringen einer Charge aus metallischen Werkstücken mit einem bewegten, fluiden Medium zum Beispiel im Rahmen einer Wärmebehandlung zum vorzugsweise Abschrecken einer Charge metallischer Werkstücke in einem bewegten, fluiden Abschreckmedium. Der Begriff der Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken umfaßt auch die gegebenenfalls erforderlichen Reinigungsvorgänge, die als Einzelvorgänge allein oder in Kombination mit Abschreckvorgängen möglich sind, um Chargen zu waschen oder von an den Werkstücken anhaftendem Abschreckmedium zu befreien.The invention relates to a device for penetrating a batch of metallic workpieces with a moving, fluid medium, for example as part of a heat treatment for preferably quenching a batch of metallic workpieces in a moving, fluid quenching medium. The term heat treatment of metallic workpieces also includes any cleaning processes that may be required, which can be carried out as individual processes alone or in combination with quenching processes in order to wash batches or to remove quenching medium adhering to the workpieces.

Es ist beim Abschrecken von Härtegut z. B. in Wasser-, Öl- oder Salzbädern bekannt, daß die Eigenschaften der abgekühlten Werkstücke wie beispielsweise Oberflächenhärte, Sprödigkeit etc. einerseits von der Temperaturdifferenz zwischen Werkstückoberfläche und Abschreckmedium, andererseits von der Abschreck- bzw. Abkühlgeschwindigkeit sowie von dem zur Abschreckung verwendeten Medium abhängen. Bei einem vorgegebenen Abschreckmedium kann die Abkühlgeschwindigkeit sowohl durch die gewählte Ausgangstemperatur des Abschreckbads als auch durch zusätzliche wärmeaustauschende Relativbewegungen zwischen Charge und Abschreckbad beeinflußt werden. Zu diesem Zweck ist es im Stand der Technik bekannt, das Abschreckmedium durch eine oder mehrere Umwälzeinrichtungen, Pumpen oder ähnliches zu bewegen, um über die dadurch veränderbare Abkühlgeschwindigkeit Einfluß auf die Werkstückeigenschaften zu gewinnen.When quenching hardened material, e.g. in water, oil or salt baths, it is known that the properties of the cooled workpieces, such as surface hardness, brittleness, etc., depend on the one hand on the temperature difference between the workpiece surface and the quenching medium, and on the other hand on the quenching or cooling speed and the medium used for quenching. With a given quenching medium, the cooling speed can be influenced both by the selected initial temperature of the quenching bath and by additional heat-exchanging relative movements between the batch and the quenching bath. For this purpose, it is known in the prior art to move the quenching medium through one or more circulation devices, pumps or similar in order to influence the workpiece properties via the cooling speed that can be changed as a result.

Um einen guten Wärmeübergang von den Werkstücken auf das Abschreckmedium zu gewährleisten und lokale Überhitzungen des Abschreckmediums zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt, daß in das Abschreckmedium eingetauchte Chargen metallischer Werkstücke von dem Abschreckmedium, gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung von Leiteinrichtungen, definiert um- bzw. durchströmt werden und die aufgenommene Wärme mittels geeigneter Kühleinrichtungen abgeführt wird.In order to ensure good heat transfer from the workpieces to the quenching medium and to avoid local overheating of the quenching medium, it is also known that batches of metallic workpieces immersed in the quenching medium are flowed around or through in a defined manner by the quenching medium, if necessary with the additional use of guide devices, and the absorbed heat is dissipated by means of suitable cooling devices.

Da besonders die lokalen Strömungsbedingungen an den Werkstücken die Intensität des Wärmeübergangs beeinflussen, sind zusätzliche Maßnahmen bekannt, die die Intensität der Strömung steigern oder deren Richtung ändern, um auf die lokalen Warmeübergangsbedingungen im Sinne einer verzugsarmen und gleichmäßigen Härtung des Abschreckgutes Einfluß zu nehmen. Zu diesen Maßnahmen zählen neben der Richtungsumkehr der Strömung durch Umwälzeinrichtungen auch die Verwendung einer oder mehrerer Düsen, durch die die Charge mit hoher Geschwindigkeit gezielt angeströmt werden kann. Nachteilig bei den bekannten Maßnahmen ist, daß die gewünschte Verbesserung der lokalen Warmeübergangsbedingungen nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren ist, indem zum Beispiel ganze Düsenfelder Verwendung finden oder die Umwälzeinrichtungen so ausgelegt sein müssen, daß sie eine Umwälzung auch in umgekehrter Richtung gestatten. Letzteres birgt zudem die Gefahr, daß es aufgrund der Trägheit des Fluids bei der Richtungsumkehr zu unzulässig langen Stillstandszeiten kommen kann. Auch die Wirkung der Düsenstrahlen nimmt durch die Trägheit des umgebenden Mediums mit wachsendem Abstand von der Düsenmündung ab, so daß bei komplex aufgebauten Chargen lediglich die Chargenaußenflächen erreicht werden und eine Anströmung weiter innenliegender Werkstücke nicht mehr gegeben ist.Since the local flow conditions on the workpieces in particular influence the intensity of the heat transfer, additional measures are known that increase the intensity of the flow or change its direction in order to influence the local heat transfer conditions in the sense of a low-distortion and uniform hardening of the quenched material. In addition to reversing the direction of the flow using circulation devices, these measures also include the use of one or more nozzles through which the charge can be flown at high speed. The disadvantage of the known measures is that the desired improvement in the local heat transfer conditions can only be achieved with considerable effort, for example by using entire nozzle fields or by designing the circulation devices in such a way that they also allow circulation in the opposite direction. The latter also carries the risk that the inertia of the fluid when the direction is reversed can lead to unacceptably long downtimes. The effect of the jets also decreases with increasing distance from the nozzle orifice due to the inertia of the surrounding medium, so that in the case of complex batches only the outer surfaces of the batch are reached and the flow to workpieces further inside is no longer possible.

Im Stand der Technik sind weiterhin Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art bekannt, bei denen eine Bewegung der Charge in vertikaler und/oder horizontaler Richtung ermöglicht ist, um auf diese Weise wechselnde Strömungsbewegungen im Abschreckbecken herbeizuführen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß neben lediglich einer üblicherweise vorhandenen Eintaucheinrichtung auch vertikale und/oder horizontale Bewegungs- und Führungseinrichtungen für die Charge erforderlich sind, die in der Regel einemIn the prior art, devices of the generic type are also known in which a movement of the charge in a vertical and/or horizontal direction is possible in order to bring about alternating flow movements in the quenching tank. However, this has the disadvantage that in addition to only one immersion device, which is usually present, vertical and/or horizontal movement and guidance devices for the charge are also required, which usually correspond to a

hohen finanziellen und konstruktiven Aufwand unterliegen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß bei der Bewegung der Charge Teiloberflächen von komplizierten Werkstücken innerhalb der Charge von der Umströmung nach wie vor benachteiligt bleiben.are subject to high financial and construction costs. In addition, there is a risk that when the batch is moved, partial surfaces of complicated workpieces within the batch will continue to be disadvantaged by the flow.

Desweiteren hat eine zusätzliche horizontale Bewegung der eingetauchten Charge bei einer bereits vorhandenen vertikalen Strömung, beispielsweise infolge von Umwälzeinrichtungen mit vertikalen Leiteinrichtungen, die Folge, daß entsprechend den unterschiedlichen Chargenpositionen entweder ein vergrößertes Strömungsgebiet innerhalb des Abschreckbeckens vorhanden sein muß oder die Anströmeinrichtung jeweils mitgeführt wird, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist.Furthermore, an additional horizontal movement of the immersed charge in an already existing vertical flow, for example as a result of circulation devices with vertical guide devices, has the consequence that, depending on the different charge positions, either an enlarged flow area must be present within the quenching tank or the flow device must be moved along, which involves considerable effort.

Hinsichtlich der Anwendung der eingangs genannten Vorrichtung auf Wasch-/Reinigungsvorgänge ist es bekannt, die Charge in einen Behälter mit einer Reinigungsflüssigkeit einzutauchen und die Reinigungsflüssigkeit in ähnlicher Weise wie das Abschreckmedium beim Abschrecken zu bewegen. Das Reinigungsergebnis ist häufig unzureichend, wenn die zu reinigenden Teile komplizierter Geometrie sind, Hohlräume {Sacklöcher} aufweisen oder sich bei aus mehreren Teilen aufgebauten Chargen im Strömungsschatten anderer Teile befinden.With regard to the application of the device mentioned above to washing/cleaning processes, it is known to immerse the batch in a container with a cleaning liquid and to move the cleaning liquid in a similar way to the quenching medium during quenching. The cleaning result is often inadequate if the parts to be cleaned have a complicated geometry, have cavities (blind holes) or are located in the flow shadow of other parts in batches made up of several parts.

Davon ausgehend Hegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchdringen von Chargen aus metallischen Werkstücken anzugeben, bei dem die beschriebenen Nachteile behoben werden, und insbesondere eine wirkungsvolle und in ihrer Intensität einfach variierbare Durchströmung von Chargen metallischer Werkstücke erreicht wird.Based on this, the invention is based on the object of specifying a device for penetrating batches of metallic workpieces, in which the disadvantages described are eliminated and, in particular, an effective flow through batches of metallic workpieces, the intensity of which can be easily varied, is achieved.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die aus einem ein Fluidbad enthaltendes Abschreckbecken sowie einer Einrichtung zum Einbringen der abzuschreckenden Charge besteht, wobei zur Erzeugung einer die Charge definiert um- und durchströmenden Badbewegung zumindest ein durch einen Antrieb hin- und herbewegbarer Verdränger in dem Abschreckbecken angeordnet ist, durch den sich dem fluiden Abschreckmedium gezielte Strömungsrichtungen aufzwingen lassen.To achieve the object, the invention proposes a device consisting of a quenching tank containing a fluid bath and a device for introducing the charge to be quenched, wherein at least one displacer that can be moved back and forth by a drive is arranged in the quenching tank to generate a bath movement that flows around and through the charge in a defined manner, by means of which specific flow directions can be imposed on the fluid quenching medium.

Zweckmäßigerweise weist der Verdränger ein in axialer Richtung halboffenes Querschnittsprofil auf, welches eine eingetauchte Charge an drei Seiten verfahrbar umschließt, so daß sich aufgrund der geometrischen Form eine konzentrierte, bei Bedarf auch großvolumige Durchströmung der Charge erreichen läßt. Zu dem gleichen Zweck wird vorgeschlagen, daß der Verdränger alternativ ein in axialer Richtung geschlossenes Querschnittsprofil aufweist, welches eine eingetauchte Charge an vier Seiten verfahrbar umschließt.The displacer expediently has a cross-sectional profile that is half-open in the axial direction and encloses a submerged charge on three sides in a movable manner, so that a concentrated, if necessary large-volume flow through the charge can be achieved due to the geometric shape. For the same purpose, it is proposed that the displacer alternatively has a cross-sectional profile that is closed in the axial direction and encloses a submerged charge on four sides in a movable manner.

Um einerseits den üblichen Abmaßen einer Charge gerecht zu werden, und andererseits ein möglichst großes Hubvolumen zu erlangen, ist vorzugsweise das Querschnittsprofil im wesentlichen U-förmig oder alternativ auch rechteckig. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die axialen Seitenwände des im Querschnitt U-förmigen oder alternativ rechteckigen Verdrängers parallel zu den in Bewegungsrichtung seitlichen Chargenflächen sind und diese zudem über deren gesamten Ausdehnung jederzeit nahe aber ohne Berührung umgeben, so daß das in der Bewegungsrichtung des Verdrängers bewegte Fluid fast ausschließlich die Charge durch- bzw. umströmt.In order to meet the usual dimensions of a batch on the one hand and to achieve the largest possible displacement volume on the other hand, the cross-sectional profile is preferably essentially U-shaped or alternatively rectangular. It is also proposed that the axial side walls of the displacer, which is U-shaped in cross section or alternatively rectangular, are parallel to the lateral batch surfaces in the direction of movement and also surround them closely but without contact over their entire extent at all times, so that the fluid moving in the direction of movement of the displacer flows almost exclusively through or around the batch.

In vorteilhafter Weise ist die Erfändung ferner dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bewegungsrichtung senkrechte Stirnwand des im Querschnitt U-förmigen Verdrängers einen variablen Abstand zu der ihr gegenüberliegenden entsprechenden Chargenfiäche aufweist bzw. daß die zur Bewegungsrichtung senkrechten Stirnwände des alternativen im Querschnitt rechteckigen Verdrängers einen variablen Abstand zu den entsprechenden Chargenflächen aufweisen, der jeweils eine ungehinderte Bewegung des Verdrängers ohne Berührung der Charge gestattet, so daß ein variables Hubvolumen des Verdrängers entsprechend dem Abstand der Stirnwand/(-wände) zu den entsprechenden Chargenflächen ermöglicht ist.The invention is further advantageously characterized in that the end wall of the U-shaped displacer perpendicular to the direction of movement has a variable distance from the corresponding charge surface opposite it, or that the end walls of the alternative rectangular cross-section displacer perpendicular to the direction of movement have a variable distance from the corresponding charge surfaces, which in each case allows unhindered movement of the displacer without touching the charge, so that a variable displacement volume of the displacer is possible in accordance with the distance of the end wall(s) from the corresponding charge surfaces.

Zweckmäßigerweise läßt sich die Verfahrgeschwindigkeit des Verdrängers je nach zur Abschreckung benötigter Intensität der Badbewegungen variieren, so daß beispielsweise für verschiedenartige Chargen mit unterschiedlich komplizierten Werkstücken sich jeweils eine optimale Abkühlgeschwindigkeit erzielen läßt. Zu dem gleichen Zweck wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Verfahrbewegungen des Verdrängers je nach zur Abschreckung benötigtemIt is expedient to vary the displacement speed depending on the intensity of the bath movements required for quenching, so that, for example, an optimal cooling speed can be achieved for different batches with workpieces of varying complexity. For the same purpose, it is also proposed that the displacement movements be varied depending on the intensity of the bath movements required for quenching.

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Strömungsverhalten der Badbewegung entweder kontinuierlich oder mit Unterbrechungen, periodisch abwechselnd oder sogar mit hohen Frequenzen pulsierend bei jeweils großen oder kleinen Hubvolumina sind.Flow behavior of the bath movement is either continuous or with interruptions, periodically alternating or even pulsating at high frequencies with large or small stroke volumes.

Vorzugsweise ist die Bewegungsrichtung des Verdrängers horizontal, um eine horizontale Um- bzw. Durchströmung der abzuschreckenden Charge zu erzielen.Preferably, the direction of movement of the displacer is horizontal in order to achieve a horizontal flow around or through the charge to be quenched.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verdränger frei hängend oder alternativ durch Rollen/Schienen geführt im Abschreckbecken angeordnet, um eine einfache aber dennoch sichere Führung des Verdrängers zu gewährleisten.In an advantageous embodiment of the invention, the displacer is arranged in the quenching tank so as to be freely suspended or alternatively guided by rollers/rails in order to ensure simple but nevertheless safe guidance of the displacer.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß als Antrieb des Verdrängers Hydraulik-/Pneumatikzylinder oder alternativ Zugstangen oder umlaufende Ketten verwendet sind, so daß eine den jeweiligen Anforderungen entsprechende Verfahrbewegung sichergestellt ist.Finally, it is proposed that hydraulic/pneumatic cylinders or alternatively pull rods or rotating chains are used to drive the displacer, so that a travel movement that corresponds to the respective requirements is ensured.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigen:Further details, features and advantages of the subject matter of the invention are explained in more detail below using two preferred embodiments shown in the drawing. In them:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verdrängers bei Saughub inFig. 1 is a schematic representation of the displacer during suction stroke in

einer Draufsicht;a top view;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verdrängers bei Druckhub inFig. 2 is a schematic representation of the displacer during pressure stroke in

einer Draufsicht;a top view;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Verdrängers undFig. 3 is a schematic side view of the displacer and

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer alternativen AusführungsformFig. 4 is a schematic representation of an alternative embodiment

des Verdrängers in einer Draufsicht.of the displacer in a top view.

Bei der in den Fig. 1 und 2 schematisch gezeigten Vorrichtung zum Abschrecken einer Charge 3 aus metallischen Werkstücken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Aufbau sowie die Funktionsweise desIn the device for quenching a batch 3 of metallic workpieces according to the method according to the invention shown schematically in Figs. 1 and 2, the structure and the mode of operation of the

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Erfindungsgegenstandes bei Saug- bzw. Druckhub zu erkennen. Die dargestellte Vorrichtung umfaßt ein Abschreckbecken 1, das mit einem fluiden Abschreckmedium 2 gefüllt und in das mittels einer Einbringeinrichtung (nicht dargestellt) die Charge 3 nach einer vorangegangen Wärmebehandlung eingesetzt ist. Als fluide Abschreckmedien kommen dabei beispielsweise Wasser, Wasser mit gelösten Salzen, Wasser mit Polymeren, verschiedene Ölqualitäten sowie Salzbäder in Frage. Ein auf Schienen 4 geführter in horizontaler Bewegungsrichtung angeordneter Verdränger 5 umfaßt einen hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Zylinder 6, an den sich ein in axialer Richtung im Querschnitt U-förmiges Verdrängerprofil 7 anschließt, das die eingetauchte Charge 3 an drei Seiten umschließt.The object of the invention can be seen during the suction or pressure stroke. The device shown comprises a quenching tank 1, which is filled with a fluid quenching medium 2 and into which the charge 3 is inserted after a previous heat treatment by means of an introduction device (not shown). Possible fluid quenching media include, for example, water, water with dissolved salts, water with polymers, various oil qualities and salt baths. A displacer 5 guided on rails 4 in the horizontal direction of movement comprises a hydraulically or pneumatically driven cylinder 6, to which a displacer profile 7 with a U-shaped cross-section in the axial direction is connected, which encloses the immersed charge 3 on three sides.

Die axialen, schenkligen Seitenwände 8 des U-förmigen Querschnittsprofils 7 sind dabei so angeordnet, daß sie parallel zu den in Bewegungsrichtung des Verdrängers 5 seitlichen Außenflächen 9 der Charge 3 sind und diese zudem über deren gesamten Ausdehnung jederzeit nahe aber ohne Berührung umgeben, was sich insbesondere auch in Fig. 3 gut erkennen läßt. Der Abstand 10 zwischen den Außenflächen 9 der Charge 3 und den Seitenwänden 8 des Verdrängers 5 ist dabei so bemessen, daß er zwar möglichst gering ist, aber dennoch ein seitliches Umströmen der Außenflächen 9 der Charge 3 sowie eine berührungslose Verfahrbewegung des Verdrängers 5 erlaubt.The axial, limb side walls 8 of the U-shaped cross-sectional profile 7 are arranged in such a way that they are parallel to the lateral outer surfaces 9 of the charge 3 in the direction of movement of the displacer 5 and also surround them over their entire extent at all times, close to but without contact, which can be clearly seen in particular in Fig. 3. The distance 10 between the outer surfaces 9 of the charge 3 and the side walls 8 of the displacer 5 is dimensioned in such a way that it is as small as possible, but still allows a lateral flow around the outer surfaces 9 of the charge 3 and a contact-free movement of the displacer 5.

Zwischen der senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordneten Stirnwand 11 des Verdrängers 5 und der ihr gegenüberliegenden Chargenfiäche 12 besteht ein entsprechend der Verdrängerbewegung variabler Abstand 13, der eine ungehinderte Bewegung des Verdrängers 5 an die Charge 3 heran oder von ihr weg ohne sie zu berühren gestattet, wie auch anhand der in Fig. 4 dargestellten alternativen Ausführungsform des Verdrängers 5 in Form eines rechteckigen Querschnittsprofils 17 gut zu erkennen ist.Between the front wall 11 of the displacer 5, which is arranged perpendicular to the direction of movement, and the charge surface 12 opposite it, there is a distance 13 which is variable according to the displacer movement and which allows an unhindered movement of the displacer 5 towards or away from the charge 3 without touching it, as can also be clearly seen from the alternative embodiment of the displacer 5 in the form of a rectangular cross-sectional profile 17 shown in Fig. 4.

Bewegt sich der Verdränger 5 entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Weise, so wird das Abschreckmedium 2 in den hinter der Stirnwand 11 sich bildenden Hohlraum 14 gesaugt. Dabei wird die Charge 3 in Richtung der Verdrängerbewegung um- bzw. durchströmt (Saughub). Bei Umkehrung der Bewegungsrichtung, was in Fig. 2 zu sehen ist, erfolgt ebenfalls eine Um-If the displacer 5 moves in the manner shown in Fig. 1, the quenching medium 2 is sucked into the cavity 14 that forms behind the front wall 11. The charge 3 is thereby flowed around or through in the direction of the displacer movement (suction stroke). If the direction of movement is reversed, which can be seen in Fig. 2, a reversal also takes place.

bzw. Durchströmung der Charge 3, in dem das nun im Hohlraum 14 sich befindende fluide Abschreckmedium 2 in Bewegungsrichtung weggedrückt wird (Druckhub).or flow through the charge 3, in which the fluid quenching medium 2 now located in the cavity 14 is pushed away in the direction of movement (pressure stroke).

Das Strömungsprofil des fluiden Abschreckmediums 2 ist während der Verdrängerbewegung dadurch charakterisiert, daß in dem durch die Verdrängergeometrie aufgespannten Innenraum sich eine nahezu laminar bewegende Strömung ausbildet, die nach Austritt aus der Charge 3 gegen die Wandung des Abschreckbeckens 1 stößt, damit umgeleitet wird und auf der Außenseite des Verdrängers 5 in Gegenrichtung zurückfließt. Da beim Ausführungsbeispiel keine den Verdränger 5 nach oben oder unten abgrenzende Boden- oder Deckeiwände vorhanden sind, findet zusätzlich bei jeder Verdrängerbewegung auch eine Strömung in vertikaler Richtung statt, indem das fluide Abschreckmedium 2 in den sich durch die Verdrängerbewegung bildenden Hohlraum 14 von oben bzw. von unten einströmt. Durch diese vertikale Verwirbelung wird eine Umwälzung und Durchmischung des gesamten Abschreckbeckens 1 erreicht, so daß nahezu das komplette Badvolumen zum Wärmeaustausch herangezogen wird. Auf eine zusätzliche Verwendung von Umwälzpumpen, um die aufgenommene Wärme über geeignete Kühleinrichtungen abzuführen, kann somit teilweise oder ganz verzichtet werden.The flow profile of the fluid quenching medium 2 is characterized during the displacement movement by the fact that an almost laminar flow is formed in the interior space spanned by the displacement geometry, which, after exiting the charge 3, hits the wall of the quenching tank 1, is thus diverted and flows back in the opposite direction on the outside of the displacer 5. Since in the embodiment there are no floor or cover walls delimiting the displacer 5 at the top or bottom, a flow in the vertical direction also takes place with each displacement movement, in that the fluid quenching medium 2 flows into the cavity 14 formed by the displacement movement from above or below. This vertical turbulence causes circulation and mixing of the entire quenching tank 1, so that almost the entire bath volume is used for heat exchange. The additional use of circulation pumps to dissipate the absorbed heat via suitable cooling devices can therefore be partially or completely dispensed with.

Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 4 in Form eines rechteckigen Querschnittsprofils 17 wird das Abschreckmedium 2 durch die Charge 3 strömend von einer Stirnwand 11 des Verdrängers 5 zur gegenüberliegenden bewegt. Durch das in axialer Richtung geschlossene Querschnittsprofil des Verdrängers 5 bilden sich während der Verdrängerbewegung zwei entgegengesetzt verlaufende Strömungsbewegungen innerhalb und außerhalb des Verdrängers 5 aus, die jedoch über eine vertikale, durch die oben und unten offenen Flächen des Verdrängers 5 in die jeweiligen Hohlräume 14 strömende Fluidbewegung im gegenseitigen Austausch stehen, so daß sich außerhalb der Charge 3 sehr starke wärmeaustauschende Verwirbelungen ausbreiten.In the alternative embodiment according to Fig. 4 in the form of a rectangular cross-sectional profile 17, the quenching medium 2 is moved through the charge 3 from one end wall 11 of the displacer 5 to the opposite one. Due to the cross-sectional profile of the displacer 5 being closed in the axial direction, two opposing flow movements are formed inside and outside the displacer 5 during the displacement movement, which, however, are in mutual exchange via a vertical fluid movement flowing through the top and bottom open surfaces of the displacer 5 into the respective cavities 14, so that very strong heat-exchanging turbulences spread outside the charge 3.

Je nach zur Abschreckung benötigter Intensität des Wärmeübergangs zwischen Charge 3 und Abschreckmedium 2 läßt sich dieDepending on the intensity of the heat transfer between charge 3 and quenching medium 2 required for quenching, the

Verfahrgeschwindigkeit des Verdrängers 5 und dadurch die dem Fluid 2 aufgezwungene Strömungsbewegung sowie das Fluidvolumen variieren. Aufgrund der Steuerung mittels Hydraulik-/Pneumatikzylinder sind darüber hinaus sowohl kontinuierliche, periodisch sich abwechselnde oder mit hoher Frequenz pulsierende Verfahrbewegungen als auch nicht lineare, mit Unterbrechungen stattfindende Bewegungen bei jeweils großen oder kleinen Hüben möglich.The travel speed of the displacer 5 and thus the flow movement imposed on the fluid 2 as well as the fluid volume vary. Due to the control by means of hydraulic/pneumatic cylinders, both continuous, periodically alternating or high-frequency pulsating travel movements and non-linear, interrupted movements with large or small strokes are possible.

Alternativ kann der Verdränger 5 auch auf Rollen 15 geführt sein oder als Antrieb beispielsweise eine umlaufende Kette 16 aufweisen, wie Fig. 3 zu erkennen gibt.Alternatively, the displacer 5 can also be guided on rollers 15 or have, for example, a rotating chain 16 as a drive, as can be seen in Fig. 3.

Die in den Ausführungsbeispielen dargestellte Vorrichtung zum Abschrecken metallischer Chargen 3 läßt sich sowohl direkt zur Erzeugung einer Strömungsbewegung im Abschreckbecken wie zur Ablenkung oder Fokusierung einer bereits mit anderen Mitteln erzeugten Um- und Durchströmung der Charge 3, beispielsweise durch zusätzliche Verwendung von Umwälzeinrichtungen kostengünstig einsetzen und zeichnet sich somit im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen auch durch eine besonders große Anwendungsvielfalt aus.The device for quenching metallic charges 3 shown in the embodiments can be used both directly to generate a flow movement in the quenching tank and to divert or focus a flow around and through the charge 3 that has already been generated by other means, for example by additionally using circulation devices, in a cost-effective manner and is therefore characterized by a particularly wide range of applications compared to the devices known in the prior art.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Becken1 pool

2 fluides Medium2 fluid medium

3 Charge3 batches

4 Schienen4 rails

5 Verdränger5 Displacers

6 Hydraulik-VPneumatikzylinder6 hydraulic pneumatic cylinders

7 U-förmiges Querschnittsprofil7 U-shaped cross-sectional profile

8 Seitenwände8 side walls

9 seitliche Chargenaußenflächen9 lateral outer charge surfaces

10 seitlicher Abstand10 lateral distance

11 Stirnwand11 Front wall

12 stirnseitige Chargenaußenflache 1 3 stirnseitiger Abstand12 frontal outer surface of the charge 1 3 frontal distance

14 Hohlraum14 Cavity

15 Rollen15 rolls

16 umlaufende Ketten16 rotating chains

17 rechteckiges Querschnittsprofil17 rectangular cross-section profile

Claims (14)

• · Ansprüche• · Claims 1. Vorrichtung zur Durchdringung einer Charge aus metallischen Werkstücken in einem bewegten, fluiden Medium, bestehend aus einem ein Fluidbad enthaltendes Becken (1), vorzugsweise Abschreckbecken, sowie einer Einrichtung zum Einbringen der abzuschreckenden Charge (3),1. Device for penetrating a batch of metallic workpieces in a moving, fluid medium, consisting of a tank (1) containing a fluid bath, preferably a quenching tank, and a device for introducing the batch to be quenched (3), dadurch gekennzeichnet,characterized, daß zur Erzeugung einer die Charge (3) definiert um- und durchströmenden Badbewegung zumindest ein durch einen Antrieb hin- und herbewegbarer Verdränger (5) in dem Becken (1) angeordnet ist, durch den sich dem fiuiden Medium- (2), vorzugsweise Abschreckmedium, gezielte Strömungsrichtungen aufzwingen lassen.that in order to generate a bath movement flowing around and through the charge (3) in a defined manner, at least one displacer (5) which can be moved back and forth by a drive is arranged in the basin (1), by means of which specific flow directions can be imposed on the fluid medium (2), preferably quenching medium. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdränger (5) ein in axialer Richtung halboffenes Querschnittsprofil aufweist, welches eine eingetauchte Charge (3) an drei Seiten verfahrbar umschließt.2. Device according to claim 1, characterized in that the displacer (5) has a cross-sectional profile that is half-open in the axial direction and that encloses an immersed charge (3) on three sides in a movable manner. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdränger (5) alternativ ein in axialer Richtung geschlossenes Querschnittsprofil aufweist, welches eine eingetauchte Charge (3) an vier Seiten verfahrbar umschließt.3. Device according to claim 1, characterized in that the displacer (5) alternatively has a cross-sectional profile which is closed in the axial direction and which encloses an immersed charge (3) on four sides in a movable manner. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil im wesentlichen U-förmig ist.4. Device according to claim 2, characterized in that the cross-sectional profile is substantially U-shaped. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil rechteckig ist.5. Device according to claim 3, characterized in that the cross-sectional profile is rectangular. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Seitenwände (8) des im Querschnitt U-förmigen Verdrängers (5) parallel zu den in Bewegungsrichtung seitlichen Chargenflächen (9) sind und diese zudem über deren gesamten Ausdehnung jederzeit nahe aber ohne Berührung umgeben.6. Device according to claim 4, characterized in that the axial side walls (8) of the displacer (5) which is U-shaped in cross section are parallel to the lateral charge surfaces (9) in the direction of movement and also surround them closely but without contact over their entire extent at all times. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Seitenwände (8) des im Querschnitt rechteckigen Verdrängers (5) parallel zu den in Bewegungsrichtung seitlichen Chargenflächen (9) sind und diese zudem über deren gesamten Ausdehnung jederzeit nahe aber ohne Berührung umgeben.7. Device according to claim 5, characterized in that the axial side walls (8) of the displacer (5) with a rectangular cross-section are parallel to the lateral charge surfaces (9) in the direction of movement and also surround them closely but without contact over their entire extent at all times. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bewegungsrichtung senkrechte Stirnwand (11) des im Querschnitt U-förmigen Verdrängers (5) einen variablen Abstand (13) zu der ihr gegenüberliegenden Chargenfläche (12) aufweist, welcher eine ungehinderte Bewegung des Verdrängers (5) ohne Berührung der Charge (3) gestattet.8. Device according to claim 6, characterized in that the end wall (11) of the cross-sectionally U-shaped displacer (5) perpendicular to the direction of movement has a variable distance (13) from the charge surface (12) opposite it, which allows unhindered movement of the displacer (5) without touching the charge (3). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bewegungsrichtung senkrechten Stirnwände (11) des im Querschnitt rechteckigen Verdrängers (5) einen variablen Abstand (13) zu den entsprechenden Chargenflächen (12) aufweisen, welcher eine ungehinderte Bewegung des Verdrängers (5) ohne Berührung der Charge (3) gestattet.9. Device according to claim 7, characterized in that the end walls (11) of the displacer (5) which are perpendicular to the direction of movement have a variable distance (13) from the corresponding charge surfaces (12), which allows unhindered movement of the displacer (5) without touching the charge (3). 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrgeschwindigkeit des Verdrängers (5) sich je nach zur Abschreckung benötigter Intensität der Badbewegung variieren läßt.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the travel speed of the displacer (5) can be varied depending on the intensity of the bath movement required for quenching. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je nach zur Abschreckung benötigtem Strömungsverhalten der Badbewegung, die Verfahrbewegungen des Verdrängers (5) entweder kontinuierlich oder mit Unterbrechungen, periodisch abwechselnd oder sogar mit hohen Frequenzen pulsierend bei jeweils großen oder kleinen Hubvolumina sind.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that, depending on the flow behavior of the bath movement required for quenching, the displacement movements of the displacer (5) are either continuous or intermittent, periodically alternating or even pulsating at high frequencies with large or small stroke volumes. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung des Verdrängers (5) horizontal ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of movement of the displacer (5) is horizontal. 13. Vorrichtung nach .einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdränger (5) frei hängend oder alternativ durch Rollen/Schienen (4/15) geführt im Becken (1), vorzugsweise Abschreckbecken, angeordnet ist.13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the displacer (5) is arranged in the tank (1), preferably a quenching tank, so as to be freely suspended or alternatively guided by rollers/rails (4/15). 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb des Verdrängers (5) Hydraulik-/Pneumatikzylinder (6) oder alternativ Zugstangen oder umlaufende Ketten (16) verwendet sind.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that hydraulic/pneumatic cylinders (6) or alternatively pull rods or rotating chains (16) are used to drive the displacer (5). R/SC/riR/SC/ri
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DE102005019961A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Audi Ag Production of cast parts in compound gas used in automobile production, e.g. for production of cylinder crankcases, comprises removal core medium in second casting process into cooling vessel in pressure casting machine
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