DE29717714U1 - Device for quenching batches of metallic workpieces with a fluid, in particular gaseous medium at a predetermined quenching pressure - Google Patents
Device for quenching batches of metallic workpieces with a fluid, in particular gaseous medium at a predetermined quenching pressureInfo
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Description
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6. Oktober 1997October 6, 1997
DatumDate
Vorrichtung zum Abschrecken von Chargen metallischer Werkstücke mit einem fluiden, insbesondere gasförmigen. Medium bei einem vorgegebenenDevice for quenching batches of metallic workpieces with a fluid, especially gaseous, medium at a given
AbschreckdruckQuenching pressure
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschrecken von Chargen metallischer Werkstücke mit einem fluiden, insbesondere gasförmigen, Medium bei einem vorgegebenen Abschreckdruck, bestehend aus einem, einem Wärmebehandlungsofen nachgeschalteten, separaten Abschreckraum, der thermisch und druckdicht abschottbar ist.The invention relates to a device for quenching batches of metallic workpieces with a fluid, in particular gaseous, medium at a predetermined quenching pressure, consisting of a separate quenching chamber downstream of a heat treatment furnace, which can be thermally and pressure-tightly sealed off.
Fluide Medien im voranstehenden Sinne sind sowohl Flüssigkeiten als auch Gase und Dämpfe. Vorrichtungen zum Abschrecken metallischer Werkstücke werden verwendet, um die Werkstücke nach einer Wärmebehandlung einer gezielten Abkühlung zu unterziehen, so daß sich geforderte metallurgische Eigenschaften der Werkstücke, wie beispielsweise Oberflächenhärte, Kernhärte etc., erreichen lassen. Neben der Abkühlgeschwindigkeit hängen die Werkstückeigenschaften vor allem von dem zur Abschreckung verwendeten Medium ab. So ist es bekannt, außer flüssigen Medien, wie beispielsweise Wasser-, Öl- oder Salzbädern, gasförmige Medien zum Abschrecken zu verwenden, denen eine hohe Abschreckintensität zugrundeliegt, die jedoch vor allem einen einfacheren Verfahrensablauf gestatten, da aufwendige Nachbehandlungsprozesse, wie beispielsweise Entölen oder Reinigen des Behandlungsgutes, entfallen können.Fluid media in the above sense are liquids as well as gases and vapors. Devices for quenching metal workpieces are used to subject the workpieces to a targeted cooling after heat treatment so that the required metallurgical properties of the workpieces, such as surface hardness, core hardness, etc., can be achieved. In addition to the cooling speed, the workpiece properties depend primarily on the medium used for quenching. In addition to liquid media such as water, oil or salt baths, it is known to use gaseous media for quenching, which are based on a high quenching intensity, but which above all allow a simpler process sequence, since complex post-treatment processes such as deoiling or cleaning of the material to be treated can be omitted.
Im Stand der Technik ist es bekannt, eine Gasabschreckkammer als Teil einer Wärmebehandlungsaniage direkt an einen Wärmebehandlungsofen anzuflanschen. Die Gasabschreckkammer ist dabei von dem Ofen durch eine druckdichte und wärmeisolierte Zwischentür getrennt. Durch einIn the prior art, it is known to flange a gas quenching chamber as part of a heat treatment system directly onto a heat treatment furnace. The gas quenching chamber is separated from the furnace by a pressure-tight and heat-insulated intermediate door.
Telefon (0211)572131 Telex 85 88429 pate d-Telefax (02II) 588225 ■ Postgirokonto Köln (BLZ 37010050) 227610-503Telephone (0211)572131 Telex 85 88429 pate d-Fax (02II) 588225 ■ Postgiro account Cologne (bank code 37010050) 227610-503
Transportsystem wird eine im Ofen befindliche Charge in der Regel automatisch von dem Wärmebehandlungsofen in die Abschreckkammer transportiert. Voraussetzung hierfür ist, daß in dem Ofen und in der Gasabschreckkammer das gleiche Druckniveau und die gleiche Atmosphäre herrschen, d.h., daß in beiden Kammern entweder die gleiche Gasart bei gleichem Druck oder Vakuum vorhanden ist. Die Arbeitsweise der bekannten Gasabschreckkammer erfordert nach dem Transport einer Charge in die Abschreckkammer ein Zurückfahren eines als Transportsystem beispielsweise verwendeten Stoßers in den Ofenraum, ein Schließen der Tür zwischen Ofenraum und Abschreckkammer, einen Druckaufbau in der Abschreckkammer auf Abschreckdruck, ein Anlaufen eines Gebläses zur Gasumwälzung, ein Kühlen der Werkstückcharge auf Entnahmetemperatur, eine Druckminderung in der Abschreckkammer auf Atmosphärendruck, ein Öffnen der Außentür, Entladen und Evakuieren und unter Umständen Spülen der Abschreckkammer sowie einen erneuten Druckaufbau bzw. Evakuierung auf Ofendruck.A charge in the furnace is usually automatically transported from the heat treatment furnace to the quenching chamber using a transport system. The prerequisite for this is that the same pressure level and the same atmosphere prevail in the furnace and in the gas quenching chamber, i.e. that either the same type of gas is present at the same pressure or vacuum in both chambers. The way the known gas quenching chamber works requires that after a charge has been transported to the quenching chamber, a pusher used as a transport system, for example, is returned to the furnace chamber, the door between the furnace chamber and the quenching chamber is closed, the pressure in the quenching chamber is built up to quenching pressure, a fan is started up to circulate the gas, the workpiece charge is cooled to removal temperature, the pressure in the quenching chamber is reduced to atmospheric pressure, the outer door is opened, the quenching chamber is unloaded and evacuated and, if necessary, flushed, and the pressure is built up or evacuated again to furnace pressure.
Als Nachteil hierbei erweist sich, daß die nacheinander ablaufenden Prozeßschritte einen hohen Zeitaufwand erfordern, der maßgeblich die Taktzeit einer Wärmebehandlungsanlage beeinflußt. Zudem kann es vor allen bei kleinen oder dünnwandigen Werkstücken bereits vor Einsetzen der Gasdurchströmung zu einer unzulässigen Abkühlung in der Zeit vom Zurückfahren des Transportsystems in den Ofenraum bis zum Anlaufen des Gasgebläses kommen, so daß die bekannte Vorrichtung nur bedingt für kleine oder dünnwandige Werkstücke verwendbar ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt in einem hohen Gasverbrauch, der aus einer unvermeidlich großvolumigen Gestaltung der bei jedem einzelnen Takt erneut zu evakuierenden Abschreckkammer resultiert. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sind zwar Gasrückgewinnungsanlagen zur Rückgewinnung der teuren zur Abschreckung verwendeten Inertgasen, wie beispielsweise Argon oder Helium, bekannt, die sich jedoch bei Verwendung von Stickstoff als Abschreckmedium in wirtschaftlicher Hinsicht nicht lohnen.A disadvantage here is that the successive process steps require a lot of time, which significantly influences the cycle time of a heat treatment system. In addition, especially with small or thin-walled workpieces, an unacceptable cooling can occur before the gas flow begins, in the time from the return of the transport system into the furnace chamber to the start of the gas blower, so that the known device can only be used to a limited extent for small or thin-walled workpieces. Another disadvantage of the known device is the high gas consumption, which results from the unavoidably large-volume design of the quenching chamber, which has to be evacuated again for each individual cycle. In order to eliminate this disadvantage, gas recovery systems are known for recovering the expensive inert gases used for quenching, such as argon or helium, but these are not economically worthwhile when nitrogen is used as the quenching medium.
Um möglichst geringe Taktzeiten zu erzielen, ist es unerläßlich, eine auf Ofendruck befindliche Abschreckkammer schnellstmöglich mit dem Abschreckdruck zu beaufschlagen. Vor allem bei einer Hochdruck-In order to achieve the shortest possible cycle times, it is essential to apply the quenching pressure to a quenching chamber at furnace pressure as quickly as possible. This is particularly the case with high-pressure
Gasabschreckung mit Drücken bis zu 10 bar ist dieser Flutprozeß jedoch mit einem sehr hohen Schalldruckpegel verbunden, der weit über den zulässigen Werten von 75 bis 80 db(A) liegt, so daß eine aufwendige und kostenintensive Schallschutzkapselung der Abschreckkammer erforderlich ist. Ebenfalls mit einem hohen Schalldruckpegel verbunden ist das bei jedem Abschreckprozeß notwendige Anlaufen des Motors des Gasgebläses, welches zudem zu hohen Anlaufstromspitzen führt, die beim 8- bis 15-fachen des Nennstromes liegen und nur teilweise durch eine Anlaufregelung kompensiert werden können.However, gas quenching with pressures of up to 10 bar is associated with this flooding process a very high sound pressure level, which is far above the permissible values of 75 to 80 dB(A), so that a complex and costly soundproof enclosure of the quenching chamber is required. Also associated with a high sound pressure level is the starting of the gas blower motor, which is necessary for each quenching process, which also leads to high starting current peaks, which are 8 to 15 times the nominal current and can only be partially compensated by a start-up control.
Um zumindest das zyklische Hochfahren des Gasgebläsemotors zu umgehen, ist es ferner bekannt, das Gebläse außerhalb der Abschreckkammer anzuordnen und für die Zeit des Be- und Entladens der Abschreckkammer den Gasstrom durch eine externe Rohrleitung umzuleiten. Nachteilig hierbei ist jedoch die aufwendige und mit einem hohen Raumbedarf verbundene Konstruktion, die zusätzlich störanfällige Elemente, wie beispielsweise druck- und vakuumdichte Absperrklappen, aufweist und einen permanenten Geräuschpegel erzeugt, der ebenfalls gekapselt werden muß.In order to at least avoid the cyclical start-up of the gas blower motor, it is also known to arrange the blower outside the quenching chamber and to divert the gas flow through an external pipe for the time the quenching chamber is being loaded and unloaded. The disadvantage of this, however, is the complex and space-consuming construction, which also has elements that are susceptible to failure, such as pressure and vacuum-tight shut-off valves, and generates a permanent noise level that also has to be encapsulated.
Schließlich ist die bekannte Vorrichtung mit dem Nachteil verbunden, daß eine Umrüstung oder Anpassung des Verfahrensablaufs einer Wärmebehandiungsanlage an geänderte Rahmenbedingungen, wie beispielsweise andere Behandlungsmethoden oder veränderte Durchsatzmengen, nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich ist, da die Abschreckkammer zwar als von einem Wärmebehandlungsofen funktional getrennte, nicht aber auch bautechnisch selbständige Einheit ausgebildet ist.Finally, the known device has the disadvantage that a conversion or adaptation of the process sequence of a heat treatment plant to changed framework conditions, such as other treatment methods or changed throughput quantities, is not possible or only possible with great effort, since the quenching chamber is designed as a unit that is functionally separate from a heat treatment furnace, but not structurally independent.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß unter Vermeidung der genannten Nachteile sich auf einfache Weise eine universelle Integration in unterschiedliche Wärmebehandlungsanlagen bei einer gleichzeitig reduzierten Prozeßdauer erreichen läßt.The invention is based on the object of developing a device of the type described above in such a way that, while avoiding the disadvantages mentioned, a universal integration into different heat treatment plants can be achieved in a simple manner while at the same time reducing the process time.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Abschreckraum als modulare Baueinheit aus drei hintereinander geschalteten und druckdicht voneinander separierbaren KammernThe solution to this problem is characterized according to the invention in that the quenching chamber is designed as a modular unit consisting of three chambers connected in series and which can be separated from one another in a pressure-tight manner.
ausgebildet ist, wobei die erste Kammer eine Beladeschleuse zum Ausgleichen einer Druckdifferenz zwischen Ofendruck und Abschreckdruck bei Aufrechterhaltung der Chargentemperatur, die zweite Kammer eine Kühlkammer zum Abschrecken der Werkstücke und die dritte Kammer eine Entladeschleuse zum Ausgleichen einer Druckdifferenz zwischen Abschreckdruck und Umgebungsdruck ist.is designed, wherein the first chamber is a loading lock for compensating a pressure difference between furnace pressure and quenching pressure while maintaining the batch temperature, the second chamber is a cooling chamber for quenching the workpieces and the third chamber is an unloading lock for compensating a pressure difference between quenching pressure and ambient pressure.
Durch die modulare Bauweise der Abschreckkammer ist eine universelle Kombination mit den verschiedensten Ofentypen, wie beispielsweise Kammerofen mit und ohne Schutzgas, als Rollenherd- oder Durchstoßofen ausgebildete kontinuierliche Ofenanlagen oder Vakuumöfen, möglich. Die Belade- und Entladeschleusen gestatten eine kurze Taktzeit, da die bei herkömmlichen Vorrichtungen anfallenden Nebenzeiten für einen Druckausgleich zwischen Ofen bzw. Umgebung und Kühlkammer entfallen.The modular design of the quenching chamber enables universal combination with a wide range of furnace types, such as chamber furnaces with and without protective gas, continuous furnace systems designed as roller hearth or pusher furnaces, or vacuum furnaces. The loading and unloading locks allow for short cycle times, as the downtimes associated with conventional devices for equalizing the pressure between the furnace or the environment and the cooling chamber are eliminated.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kühlkammer als Gasabschreckkammer ausgebildet und dem Wärmebehandlungsofen unmittelbar nachgeschaltet, so daß sich die bekannten Vorteile beispielsweise einer Hochdruck-Gasabschreckung bei unterschiedlichstenIn a preferred embodiment of the invention, the cooling chamber is designed as a gas quenching chamber and is located immediately downstream of the heat treatment furnace, so that the known advantages of, for example, high-pressure gas quenching can be achieved in a wide variety of
Wärmebehandlungsanlagen ausnutzen lassen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Kühlkammer mit einem Flüssigkeitsbad ausgerüstet, um auch ein Abschrecken beispielsweise in einem Ölbad zu erreichen.Heat treatment systems can be used. According to an alternative embodiment, the cooling chamber is equipped with a liquid bath in order to also achieve quenching, for example in an oil bath.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn eine als Gasabschreckkammer ausgebildete Kühlkammer mit Gaskühl- und -Verteileinrichtungen versehen ist, so daß eine Abkühlung mit umgewälztem Schutzgas sichergestellt ist. Von Vorteil ist ferner, wenn die Gasverteileinrichtung mit einem über Drosselklappen steuerbaren Gebläse koppelbar ist. Auf diese Weise ist eine ausreichende Durchströmung einer abzuschreckenden Charge gewährleistet.It is particularly advantageous if a cooling chamber designed as a gas quenching chamber is equipped with gas cooling and distribution devices so that cooling with circulating protective gas is ensured. It is also advantageous if the gas distribution device can be coupled to a fan that can be controlled via throttle valves. In this way, sufficient flow through a charge to be quenched is guaranteed.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der Abschreckdruck in der Abschreckkammer annähernd konstant, so daß das bei Nichtgebrauch lediglich gedrosselte Gebläse nicht abgeschaltet werden muß und das mit hohen Geräuschemissionen verbundene Hochlaufen eines das Gebläse antreibenden Motors entfällt. Damit kann zugleich auf eine aufwendige und kostenintensive Kapselung zur Geräuschminderung des Gebläsemotors verzichtet werden.According to a feature of the invention, the quenching pressure in the quenching chamber is approximately constant, so that the blower, which is only throttled when not in use, does not have to be switched off and the start-up of a motor driving the blower, which is associated with high noise emissions, is eliminated. This also means that complex and costly encapsulation to reduce the noise of the blower motor can be dispensed with.
Zweckmäßigerweise ist die Beladeschleuse wärmeisoliert, um eine vorzeitige Abkühlung einer Werkstückcharge beim Transport von einer Ofenkammer in die Beladeschieuse zu vermeiden. Zweckmäßig ist ferner, wenn die Beladeschleuse beheizbar ist, so daß die Aufrechterhaltung der Chargentemperatur sichergestellt ist.It is advisable for the loading lock to be thermally insulated in order to avoid premature cooling of a workpiece batch during transport from a furnace chamber to the loading lock. It is also advisable for the loading lock to be heatable so that the batch temperature is maintained.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Beladeschleuse und die Entladeschleuse mit einem Inertgas spülbar, so daß auch bisher unübliche Abschreckmedien, wie beispielsweise Luft oder Wasserdampf, verwendet werden können, da die Ofenatmosphäre bzw. die Umgebung von schädlichen Auswirkungen unbeeinflußt bleiben. Vor allem unter Hochdruckbedingungen mit einer hohen Abschreckintensität kann die Verwendung derartiger Abschreckmedien zu einer Verbesserung bestimmter Bauteileigenschaften, wie beispielsweise dem Korrosionsschutz, beitragen. Zu diesem Zweck wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Beladeschleuse und die Entladeschleuse evakuierbar sind.According to a further feature of the invention, the loading lock and the unloading lock can be flushed with an inert gas, so that previously unusual quenching media, such as air or water vapor, can also be used, since the furnace atmosphere or the environment remains unaffected by harmful effects. Particularly under high-pressure conditions with a high quenching intensity, the use of such quenching media can contribute to improving certain component properties, such as corrosion protection. For this purpose, it is further proposed that the loading lock and the unloading lock can be evacuated.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein automatisches Transportsystem zum Bewegen der Chargen durch die einzelnen Kammern vorgesehen, so daß sich hohe Durchsatzmengen erzielen lassen. Um auf möglichst einfache Art und Weise eine Verbindung zwischen den einzelnen Kammern bzw. einem Wärmebehandlungsofen oder einem nachgeschalteten Entlader zu schaffen, sind die einzelnen Kammern untereinander und nach außen hin mit druckdichten Türen versehen.According to an advantageous embodiment of the invention, an automatic transport system is provided for moving the batches through the individual chambers, so that high throughputs can be achieved. In order to create a connection between the individual chambers or a heat treatment furnace or a downstream unloader in the simplest possible way, the individual chambers are provided with pressure-tight doors between each other and to the outside.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Transportsystem an das des Wärmebehandlungsofens bzw. einer kompletten Wärmebehandlungsanlage anpaßbar ist, so daß eine flexible Integration in eine bestehende Anlage ermöglicht wird. Vorteilhafterweise sind als Transportsystem Stoßer, Zugklinken, angetriebene Rollen, Teleskoplader oder Kombinationen derselben vorgesehen. It is particularly advantageous if the transport system can be adapted to that of the heat treatment furnace or a complete heat treatment plant, so that flexible integration into an existing plant is possible. Pushers, pull latches, driven rollers, telescopic loaders or combinations of these are advantageously provided as the transport system.
Schließlich wird vorgeschlagen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einem rechnergesteuerten, vollautomatisierten Prozeßablauf unterliegt, so daß die Einbindung in eine computergestützte und damit äußerst wirtschaftliche Prozeßtechnik gewährleistet ist.Finally, it is proposed that the device according to the invention is subject to a computer-controlled, fully automated process sequence, so that integration into a computer-aided and thus extremely economical process technology is ensured.
Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist, und zwar zeigt:Further features and advantages of the subject matter of the invention will become apparent from the following description of the accompanying drawing, in which a preferred embodiment is shown, namely:
Fig. 1 die Integration einer Vorrichtung zum Abschrecken von Chargen metallischer Werkstücke in eine als Durchstoßanlage konzipierte Wärmebehandlungsanlage in einer schematischen Darstellung.Fig. 1 shows a schematic representation of the integration of a device for quenching batches of metallic workpieces into a heat treatment plant designed as a push-through plant.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Abschrecken von Chargen metallischer Werkstücke besteht in Transportrichtung einer Charge 1 aus einer Beladeschleuse 2, einer Gasabschreckkammer 3 sowie einer Entladeschleuse 4, die untereinander und nach außen hin mit druckdichten Türen 5a bis 5d versehen sind. Die Beladeschleuse 2 ist unmittelbar einem Wärmebehandlungsofen 6 nachgeschaltet, während im Anschluß an die Entladeschleuse 4 beispielsweise ein nicht dargestellter Entlader angeordnet sein kann, der die Charge 1 aufnimmt und manuell oder elektromotorisch bewegt zum Platz für den nächsten Arbeitsgang transportiert.The device shown in Fig. 1 for quenching batches of metallic workpieces consists, in the transport direction of a batch 1, of a loading lock 2, a gas quenching chamber 3 and an unloading lock 4, which are provided with pressure-tight doors 5a to 5d between each other and to the outside. The loading lock 2 is immediately downstream of a heat treatment furnace 6, while an unloader (not shown) can be arranged after the unloading lock 4, for example, which receives the batch 1 and transports it manually or by electric motor to the location for the next work step.
Der als kontinuierliche Durchstoßanlage konzipierte Wärmebehandlungsofen 6 ist mit einem Stoßer 7 versehen, der die Charge 1 nach Beendigung der Wärmebehandlung durch eine druckdichte und wärmeisolierte geöffnete Tür 5a in die Beladeschleuse 2 fördert. Vor Öffnen der Tür 5a findet eine Druckanpassung des in der Beladeschleuse 2 herrschenden Druckes an den des Wärmebehandlungsofens 6 statt. Je nach verwendeter Wärmebehandlung kann dabei Vakuum, Atmosphärendruck oder ein Überdruck in dem Wärmebehandlungsofen 6 herrschen. Nachdem der Stoßer 7 zurück in den Wärmebehandlungsofen 6 gefahren und die Tür 5a geschlossen ist, wird die Beladeschleuse 2 mit Druck beaufschlagt, bis das in der Gasabschreckkammer 3 vorhandene Druckniveau erreicht ist. Während dessen erfährt bereits die nächste Charge 1 eine Wärmebehandlung in dem Wärmebehandlungsofen 6.The heat treatment furnace 6, designed as a continuous pusher system, is equipped with a pusher 7, which conveys the charge 1 after the heat treatment has ended through a pressure-tight and heat-insulated open door 5a into the loading lock 2. Before the door 5a is opened, the pressure in the loading lock 2 is adjusted to that of the heat treatment furnace 6. Depending on the heat treatment used, the heat treatment furnace 6 can be under vacuum, atmospheric pressure or overpressure. After the pusher 7 has been moved back into the heat treatment furnace 6 and the door 5a has been closed, the loading lock 2 is pressurized until the pressure level in the gas quenching chamber 3 is reached. During this time, the next charge 1 is already undergoing heat treatment in the heat treatment furnace 6.
Nach erfolgtem Druckausgleich zwischen Beladeschleuse 2 und Gasabschreckkammer 3 öffnet eine ebenfalls druckdichte und wärmeisolierte Tür 5b und die Charge 1 wird über einen Stoßer 8 in die Gasabschreckkammer 3 transportiert. Sobald die Charge 1 eine vorgegebene Position innerhalb der Gasabschreckkammer 3 eingenommen hat, beginnt die Abschreckung, indemAfter the pressure has been equalized between the loading lock 2 and the gas quenching chamber 3, a door 5b, which is also pressure-tight and heat-insulated, opens and the charge 1 is transported into the gas quenching chamber 3 via a pusher 8. As soon as the charge 1 has taken up a predetermined position within the gas quenching chamber 3, the quenching begins by
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•&sfgr;. I •&sfgr;. I
eine nicht dargestellte Drosselklappe geöffnet wird und ein bis dahin auf einen Minimalwert reduzierter Gasstrom die Charge durchströmt.a throttle valve (not shown) is opened and a gas flow reduced to a minimum value flows through the charge.
Zum Zeitpunkt des Einsetzens der Abkühlung ist die Tür 5b noch geöffnet und der Stoßer 8 in seiner Zurückbewegung, d.h. es tritt keine Verzögerung in der Abschreckung ein, die eine vorzeitige und unzulässige Abkühlung bedingen könnte. Während der Abschreckung fährt der Stoßer 8 in die Beladeschleuse 2 zurück und die Tür 5b wird geschlossen. Zeitgleich wird die Entladeschleuse 4 geflutet bis das in der Gasabschreckkammer 3 herrschende Druckniveau erreicht ist. Dadurch ist es möglich, unmittelbar nach Beendigung des Abschreckvorgangs eine die Gasabschreckkammer 3 von der Entiadeschleuse 4 trennende druckdichte Tür 5c zu öffnen und die Charge 1 über durch einen Motor 10 angetriebene Rollen 9 in die Entladeschleuse 4 zu fördern. Nach Schließen der druckdichten Tür 5c wird das Druckniveau in der Entladeschleuse 4 auf Umgebungsdruck gesenkt und eine druckdichte Außentür 5d zum Entladen der Charge 1 geöffnet. Für die Aufnahme der nächsten Charge wird nach wieder geschlossener Außentür 5d die Entladeschleuse 4 entweder mit einem Inertgas, wie zum Beispiel Argon oder Helium, gespült oder evakuiert und im Anschluß daran bis auf das Druckniveau des Abschreckdruckes erneut geflutet.At the time the cooling begins, the door 5b is still open and the pusher 8 is moving back, i.e. there is no delay in the quenching that could cause premature and impermissible cooling. During the quenching, the pusher 8 moves back into the loading lock 2 and the door 5b is closed. At the same time, the unloading lock 4 is flooded until the pressure level prevailing in the gas quenching chamber 3 is reached. This makes it possible, immediately after the quenching process has ended, to open a pressure-tight door 5c separating the gas quenching chamber 3 from the unloading lock 4 and to convey the charge 1 into the unloading lock 4 via rollers 9 driven by a motor 10. After closing the pressure-tight door 5c, the pressure level in the unloading lock 4 is reduced to ambient pressure and a pressure-tight outer door 5d is opened to unload charge 1. To receive the next charge, after the outer door 5d is closed again, the unloading lock 4 is either flushed with an inert gas, such as argon or helium, or evacuated and then flooded again to the pressure level of the quenching pressure.
Die konstruktive Ausgestaltung der Beladeschleuse 2 und der Entladeschleuse 4 ist derart, daß der für die Aufnahme der Charge 1 erforderliche Innenraum möglichst klein ist. Dies hat zur Folge, daß zum Druckausgleich lediglich eine geringe Gasmenge benötigt wird. Indem die Vorgänge des eigentlichen Abschreckens der Charge 1 und des Flutens auf Abschreckdruck, der bei einer Hochruck-Gasabschreckung in der Regel bis zu 6 bar betragen kann, durch das Vorhandensein einer Beladeschleuse 2 und Entladeschleuse 4 voneinander entkoppelt sind, wird zum einen eine kürzere Taktzeit erreicht und zum anderen die Geräuschemissionen deutlich reduziert, was zusätzlich dazu beiträgt, daß auf eine aufwendige und kostenintensive Geräuschkapselung verzichtet werden kann. Ursächlich hierfür ist, daß einerseits für den Druckausgleich in der Beladeschleuse 2 und Entladeschleuse 4 nunmehr genügend Zeit zur Verfugung steht, so daß das Fluten und Ablassen des Gases in diesen Kammern allmählich und damit geräuscharm ablaufen kann, und andererseits der Abschreckdruck und die Gasmenge in derThe design of the loading lock 2 and the unloading lock 4 is such that the interior space required to accommodate the charge 1 is as small as possible. This means that only a small amount of gas is required to equalize the pressure. As the processes of actually quenching the charge 1 and flooding to quenching pressure, which can usually be up to 6 bar in high-pressure gas quenching, are decoupled from one another by the presence of a loading lock 2 and unloading lock 4, a shorter cycle time is achieved on the one hand and noise emissions are significantly reduced on the other, which also helps to avoid the need for complex and costly noise encapsulation. The reason for this is that, on the one hand, there is now sufficient time for pressure equalization in the loading lock 2 and unloading lock 4, so that the flooding and discharge of the gas in these chambers can take place gradually and thus with little noise, and, on the other hand, the quenching pressure and the gas quantity in the
Gasabschreckkammer 3 bis auf eine infolge einer Gasschrumpfung bedingten Nachspeisemenge stets konstant ist, so daß eine Drosselung des die Gasumwälzung erzeugenden Gebläses ausreichend ist und das mit starken Schalldruckpegel verbundene zyklische Hochfahren des Gebläsemotors entfällt.Gas quenching chamber 3 is always constant except for a refill quantity caused by gas shrinkage, so that throttling of the blower generating the gas circulation is sufficient and the cyclical start-up of the blower motor, which is associated with high sound pressure levels, is eliminated.
Mittels der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist es möglich, kleine und dünnwandige Werkstücke abzuschrecken, ohne daß eine vorzeitige, unzulässige Abkühlung infolge ablaufbedingter Verweiizeiten entsteht. Durch die Entkoppelung von Fluten auf Hochdruck bzw. Ablassen auf Umgebungs- oder Ofendruck wird zudem eine reduzierte Prozeßdauer erreicht, die eine verkürzte Taktzeit ermöglicht. Ferner können bislang unkonventionelle Abschreckmedien, wie zum Beispiel Luft oder Wasserdampf, eingesetzt werden, da deren schädliche Beeinflussung der Ofenatmosphäre durch die zwischengeschaltete Beladeschleuse umgangen wird. Durch den modularen Aufbau der Vorrichtung ist weiterhin eine einfache Integration in die verschiedenartigsten Wärmebehandlungsanlagen durch die universelle Kombination mit unterschiedlichen Ofentypen, wie beispielsweise Rollenherd-, Durchstoß- oder Vakuumöfen gewährleistet. Dazu trägt auch bei, daß eine flexible Anpassung an bereits bestehende oder vorgegebene Transportsysteme einer Wärmebehandlungsanlage möglich ist. Schließlich wird die universelle Integrationsfähigkeit auch durch eine deutliche Reduzierung der Geräuschemissionen erreicht, die nicht zuletzt auch einer umweltgerechten Arbeitsplatzbelastung Rechnung trägt.Using the device shown in Fig. 1, it is possible to quench small and thin-walled workpieces without premature, unacceptable cooling occurring as a result of process-related dwell times. By decoupling flooding to high pressure or draining to ambient or furnace pressure, a reduced process duration is also achieved, which enables a shortened cycle time. Furthermore, previously unconventional quenching media, such as air or steam, can be used, since their harmful influence on the furnace atmosphere is avoided by the intermediate loading lock. The modular design of the device also ensures easy integration into a wide variety of heat treatment systems through the universal combination with different furnace types, such as roller hearth, pusher or vacuum furnaces. This is also helped by the fact that flexible adaptation to existing or specified transport systems of a heat treatment system is possible. Finally, the ability to integrate universally is also achieved through a significant reduction in noise emissions, which also takes environmentally friendly workplace pollution into account.
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1 Charge1 batch
2 Beiadeschleuse2 Beiade lock
3 Gasabschreckkammer3 Gas quenching chamber
4 Entladeschleuse4 Unloading lock
5a druckdichte und wärmeisolierte Tür5a pressure-tight and thermally insulated door
5b druckdichte und warmeisolierte Tür5b pressure-tight and heat-insulated door
5c druckdichte Tür5c pressure-tight door
5d druckdichte Tür5d pressure tight door
6 Warmebehandlungsofen6 Heat treatment furnace
7 Stoßer7 pushers
8 Stoßer8 pushers
9 angetriebene Rollen9 driven rollers
10 Motor10 Engine
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29717714U DE29717714U1 (en) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | Device for quenching batches of metallic workpieces with a fluid, in particular gaseous medium at a predetermined quenching pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29717714U DE29717714U1 (en) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | Device for quenching batches of metallic workpieces with a fluid, in particular gaseous medium at a predetermined quenching pressure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29717714U1 true DE29717714U1 (en) | 1997-11-13 |
Family
ID=8046852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29717714U Expired - Lifetime DE29717714U1 (en) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | Device for quenching batches of metallic workpieces with a fluid, in particular gaseous medium at a predetermined quenching pressure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29717714U1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000044945A1 (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-03 | Loi Thermprocess Gmbh | Continuous furnace comprising a device for quenching workpieces and quenching method |
| EP1954841A1 (en) * | 2005-11-08 | 2008-08-13 | Robert Bosch Gmbh | Installation for the dry transformation of a material microstructure of semi-finished products |
| CN103849747A (en) * | 2014-03-04 | 2014-06-11 | 金舟科技股份有限公司 | Industrial furnace with modular combined design |
| US10648050B2 (en) | 2015-05-26 | 2020-05-12 | Ihi Corporation | Heat treatment apparatus |
| DE102019109767A1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | Onejoon Gmbh | Device and method for the thermal or thermo-chemical treatment of material |
-
1997
- 1997-10-07 DE DE29717714U patent/DE29717714U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980102 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010103 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20031218 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20051125 |
|
| R071 | Expiry of right |