DE3138274A1

DE3138274A1 - Vorrichtung zum haerten von stahlrohren

Info

Publication number: DE3138274A1
Application number: DE19813138274
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Aichi Maguchi; Yukihiro Handa Aichi Mimura; Kengo Nozawa; Toshio Aichi Ohshimatani; Keiichiro Nagoya Aichi Takitani
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1981-09-25
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE3138274C2; CA1233734A; GB2090292A; US4376528A; FR2494300B1; FR2494300A1; GB2090292B

Description

Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren und zwar insbesondere auf eine Vorrichtung zum Abkühlen eines heißen Stahlrohrs mittels Kühlmittelströme, welche außenseitig und innenseitig des Stahlrohrs in Längsrichtung strömen.
Bekanntermaßen müssen Vorrichtungen zum Härten von Stahlrohren durch Abkühlen bzw. Abschrecken den nachfolgenden Anforderungen gerecht werden. In funktioneller Hinsicht muß (1) die Kühlkapazität ausreichend groß sein oder muß eine ausreichend hohe Abkühlgeschwindigkeit für dickwandige Stahlrohre sichergestellt sein und muß (2) die Abkühlgeschwindigkeit über die gesamte Länge der Stahlrohre konstant sein, um die Ausbildung von ungehärteten Stellen zu verhindern. Vom betrieblichen Gesichtspunkt her sind geringe Anfangsinvestitionen und Betriebskosten, leichte Wartung und leichte Anpassung an unterschiedliche Durchmesser von Stahlrohren von Bedeutung.
Die bekannten Härtevorrichtungen können im allgemeinen in zwei Gruppen unterteilt werden. Die eine Gruppe stellen die sogenannten ringartigen Härtevorrichtungen dar, bei denen eine Anzahl von Hochdruck-Einspritzdüsen rings um ein Stahlrohr angeordnet sind, um ein flüssiges Kühlmittel , wie beispielsweise Kühlwasser, unter Druck gegen die Außenfläche des Stahlrohrs zu spritzen. Die andere Gruppe stellen die sogenannten Eintauch-Härtevorrichtungen dar, Dei denen ein Stahlrohr in ein flüssiges Kühlmittel, wie beispielsweise Kühlwasser, in einem KühlbehAlter eingeführt und untergetaucht wird. Die ringartigen Härtevorrichtungen besitzen die Nachteile, daß die Kühlkapazität im Vergleich zu den Eintauch-Härtevorrichtungen geringer und die Innenfläche eines dickwandigen Stahlrohrs einer verringerten Abkühlgeschwindigkeit ausgesetzt wird, da im allgemeinen lediglich die Außenfläche mit Wasser gekühlt wird. Um eine gesonderte Kühlung an der Innenfläche eines Stahlrohrs zusätzlich zur Kühlung an der Außenseite bei ringartigen Härtevorrichtungen zu gewährleisten, ist versucht worden, einen mit einer Injektionsdüse versehenen Kopf in das Stahlrohr einzuführen. Allerdings ist dieses Verfahren schwierig auf Stahlrohre mit einem relativ geringen Innendurchmesser anzuwenden. Da das Einführen und das Entfernen des Düsenkopfs in und aus einem Stahlrohr für jedes zu härtende Stahlrohr wiederholt werden muß, begrenzt die für das Einführen und die Abnahme des Kopfes erforderliche Zeit die Zunahme der Geschwindigkeit des gesamten Durchsatzes während des aufeinanderfolgenden Härtens einer Anzahl von Stahlrohren, woraus eine begrenzte Durchsatzleistung resultiert.
Andererseits weisen die Eintauch-Härtevorrichtungen im allgemeinen eine Einrichtung zur Zwangsverrührung eines flüssigen Kühlmittels, wie etwa Kühlwasser, auf, um eine forcierte Wasserströmung im Kühlbehälter zu erzeugen, da eine Eigenkonvektion des Wassers lediglich in einer verringerten Kühlkapazität resultiert. Wenn ein heißes Stahlrohr in den Kühlbehälter eingeführt und im Kühlwasser untergetaucht wird, führt der Wärmeübergang von der Stahlrohroberfläche zur angrenzenden Kühlwasserschicht zu einem Kochen des Kühlwassers, wodurch die Stahlrohroberfläche mit einem Dampffilm bedeckt wird. In nachteilhafter Weise führt die Ausbildung eines Dampffilms zu einer beträchtlichen Verringerung der Wärmeübertragung zwischen dem Stahlrohr und dem Kühlwasser oder zu einer verringerten Abkühlgeschwindigkeit. Wenn sich der Dampffilm von der Stahlrohroberfläche löst, wird wieder eine unmittelbare Wärmeübertragung zwischen dem Stahlrohr und dem Kühlwasser ermöglicht und die Konvektionskühlung beginnt. Falls die Dispersion eines Dampffilms von der Stahlrohroberfläche verzögert wird, wird die Abkühlgeschwindigkeit des Stahlrohrs auf einen Wert unterhalb der kritischen Abkühlgeschwindigkeit reduziert, welche für die martensitische Umwandlung beim normalen Härten erforderlich ist, wodurch keine wirksame Härtung erzielt wird. Somit ist es für die Eintauch-Härtevorrichtungen kritisch, daß ein auf der Stahlrohroberfläche ausgebildeter Dampffilm so schnell als möglich entfernt wird, um die Kühlung durch gewöhnliche Wärmeübertragung und Konvektion in Gang zu setzen. Hierzu ist es erforderlich, die Stahlrohroberfläche einem Kühlwasserstrom mit einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit auszusetzen. Ein derartiger Hochgeschwindigkeits-Kühlwasserstrom kann in konventionellen Eintauch-tiärtevorrichtung mittels eines in Fig. 20 dargestellten Aufbaus erzeugt werden. Gemäß Fig. 20 ist ein Stahlrohr 2 in einen KUlllbehälter 1 gelegt. Eine Anzahl von mit Abstand zueinander angeordneten Einspritzdüsen 3 sind rings um das Stahlrohr 2 derart angeordnet, daß sie Kühlwasser unter hohem Druck tangential auf das Stahlrohr 2 spritzen, um einen Rührstrom 4 zu erzeugen, welcher längs der Außenfläche des Stahlrohres 2 rings um das Rohr strömt. In Kombination mit dem außenseitig des Stahlrohrs 2 strömenden forcierten Strom wird innerhalb des Stahlrohrs 2 ein in Längsrichtung strömender Wasserstrom durch eine nicht dargestellte axiale Einspritzdüse an einem Ende des Stahlrohrs erzeugt. Allerdings besitzen derartige weiterentwickelte Eintauch-Härtevorrichtungen eine Rclillc von Problemen, insbesondere in Zusammenhang mit der Einrichtung zur Erzeugung eines zwangs gerührten Stromes.
Zur Erzeugung eines aufgerührten Stroms mit einer mungsgeschwindigkeit, die ausreicht, eine wirksame Abschreckung zu erzielen, wird die kinetische Energie eines durch eine Injektionsdüse eingespritzten Strahlstroms auf das statische Wasser im Kühlbehälter übertragen, um eine Bewegung des statischen Wassers hervorzurufen. Wegen des geringen energetischen Wirkungsgrads muß derEinspritzdruck und die Strömungsgeschwindigkeit in unerwünschter Weise gesteigert werden. Da eine Anzahl von Einspritzdüen in kleinen Intervallabständen in Längsrichtung eines Stahlrohrs angeordnet werden müssen, um das Stahlrohr gleichmäßig über seine gesamte Länge abzukühlen, wird die Vorrichtung außerordentlich kompliziert und aufwendig.
Des weiteren neigen um ein Stahlrohr angeordnete Einspritzdüsen dazu, durch Zunder, wie etwa Teilchen einer sich von der Stahlrohroberfläche ablösenden Oxidschicht sowie Ablagerungen aus dem Wasser blockiert zu werden, was zur Folge hat, daß die Kühlkapazität örtlich reduziert wird und es zur Bildung von ungehärteten Stellen kommt. Für eine wirksame Kühlung eines Stahlrohrs von seiner Außenseite her durch Erzeugung eines in Umfangsrichtung strömenden Wasserstroms längs der Außenfläche des Stahlrohrs sollte die Breite einer Stütze zur Aufnahme des Stahlrohrs im Kühlbehälter, insbesondere die Breite einer Stütze in Längsrichtung des Stahlrohrs ausreichend klein sein, um den Widerstand zur Ringströmung durch die Stütze zu verringern. Mit einer reduzierten Breite der Stütze erfährt das ',t.llllrollr eine erhöhte Stoßbeanspruchung, wenn es in den Kiihlbehälter geworfen wird und auf die Stütze fällt.
Das Stahlrohr wird häufig durch einen solchen Aufprall an seiner Oberfläche beschädigt. Ein weiteres Problem besteht in der Abführung des erwärmten Wassers. Bei den oben beschriebenen bekannten Eintauch-Härtevorrichtungen wird das Kühlwasser, welches das Stahlrohr abgekühlt hat, über einen Überlauf des Kühlbehälters abgeführt. Allerdings ist es bei den bekannten Eintauch-Härtevorrichtunyen mit dem oben beschriebenen Aufbau schwierig, selektiv lediglich das erwärmte Kühlwasser abzuführen,was eine verringerte Abkühlgeschwindigkeit zur Folge hat.
Eine bekannte Härtevorrichtung (US-PS 3 877 685) zum Härten eines langen Stahlrohres umfaßt einen Behälter zur Aufnahme eines zu härtenden heißen Stahlrohrs, eine Einrichtung zum Abstützen des heißen Rohrs in einer vorbestimmten Stellung innerhalb des Behälters, eine Diise zum Einführen von Kühlwasser in das Rohr, eine Einrichtung zur Bewegung der Düse zwischen einer zurückgefahrenen Stellung, in welcher die Düsenspitze sich in einem Abstand vom Rohrende befindet/und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher die Spitze innerhalb des einen Endes des Rohrs liegt, eine Einlaßeinrichtung zum Einführen von Kühlwasser in den Behälter, um dieses in und um das Rohr zu leiten sowie eine relativ zur Düse bewegbare Isolationseinrichtung. Die Isolationseinrichtung kann zur Regelierung des Durchsatzes des außerhalb des Rohres strömenden Kühlwassers bewegt werden.
Obgleich es mit der oben angegebenen Vorrichtung möglich ist, Kühlwasser in und um ein zu härtendes Stahlrohr zu leiten, ist das Stahlrohr einfach im Behälter angeordnet und abgestützt. Da außerhalb des Stahlrohrs keine Strömungsbahn für die Durchleitung des Kühlwassers bestimmt ist, ist es nicht zu erwarten, daß das um das Rohr zugeführte Kühlwasser parallel zur zentralen Achse des Rohrs zum hinteren Ende des Rohrs strömt. Vielmehr wird häufig eine turbulente Strömung hervorgerufen und variiert insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit in Umfangsrichtung, da die außenseitige Strömungsbahn offen ist oder einen offenen Kanal bzw. Durchlaß bildet. Die turbulente Strömung und die sich verändernde Strömungsgescllwindiqkeit werfen erhebliche Probleme auf. Das Stahlrohr würde örtlich mit einem von einer Verdampfung des Kühlwassers herrührenden Dampffilm bedeckt werden und/oder erhitztes Kühlwasser, welches Wärme vom Stahlrohr aufgenommen hat, würde an einem Teil des Stahlrohrs verbleiben. Dies hätte zur Folge, daß das Stahlrohr nicht gleichmäßig über seine gesamte Länge abgeschreckt wird, wodurch die Ausbildung von ungehärteten Stellen resultiert und sich Deformationen bilden können, insbesondere eine extreme Biegung des Rohres. Die Isolationseinrichtung wird in Relation zur Düse bewegt, um den Durchsatz an Kühlwasser, welcher außerhalb des Stahlrohrs strömt, zu regulieren. Insgesamt gesehen ist die oben angegebene Vorrichtung außerordentlich kompliziert und aufwendig.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß es zur Härtung eines heißen Stahlrohrs gegenüber den bekannten Verfahren vorteilhaft- ist, Kühlwasser in und um das Stahlrohr ein- bzw. zuzuführen. Unter Berücksichtigung dieses Umstands ist eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens unter optimalen Bedingungen entwickelt worden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren zu schaffen, mit welcher ein flüssiges Kühlmittel derart eingespritzt wird, daß es im und um das Stahlrohr in Längsrichtung des Stahlrohres strömt, wodurch dickwandige Stahlrohre gleichmäßig ohne die Ausbildung von ungehärteten Stellen oder die Entstehung von Rissen gehärtet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgespaltungen in den Unteransprüchen-angegeben sind.
Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren vorgesehen, bei welcher das Stahlrohr mit einem flüssigen Kühlmittel abgeschreckt wird und welche einen langgestreckten zylinderförmigen Aufbau mit einem Gehäuse und einen zur Bildung eines zylindrischen Raums für die Aufnahme des Stahlrohrs dem Gehäuse abnehmx bar zugeordneten Deckel. Der Deckel ist vom Gehäuse abnehmbar, so daß das Stahlrohr eingelegt und herausgenommen werden kann. Innerhalb des zylinderförmigen Aufbaus ist eine Stützeinrichtung angeordnet, um das Stahlrohr x aufweist mit seiner zentralen Achse parallel zur zentralen Achse des zylinderförmigen Aufbaus abzustützen. Angrenzend an einem Ende des zylinderförmigen Aufbaus ist eine Einspritzeinrichtung angeordnet, mittels der das Kühlmittel in und um das Stahlrohr in den zylinderförmigen Aufbau in Längsrichtung eingespritzt werden kann.
Da bei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung der zylinderförmige Aufbau zur Bildung einer Strömungsbahn für das Kühlmittel zwischen dem zylinderförmigen Aufbau und dem Stahlrohr sowie einer Strömungsbahn für das Kühlmittel innerhalb des Stahlrohrs verwendet wird, strömt ein außerhalb des Stahlrohrs eingespritzter Strom des Kühlmittels in Längsrichtung von einem Ende zum anderen Ende des Stahlrohrs ohne eine turbulente Strömung zu bilden.
Ein infolge der Verdampfung des Kühlmittels gebildeter Dampffilm und erwärmtes Kühlmittel, welches Wärme aus dem Stahlrohr aufgenommen hat, werden sofort weggespült.
Das Stahlrohr wird auf diese Weise gleichmäßig und schnell abgeschreckt.
Bei einem bevorzugten-Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung sind sowohl das Gehäuse und der Deckel mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Das Gehäuse öffnet sich vertikal nach oben, wohingegen sich der Deckel vertikal nach unten öffnet. Das Gehäuse ist mit einem Paar von Flanschen versehen, welche sich radial von den offenen Rändern und in Längsrichtung des Gehäuses erstrecken. Der Deckel ist gleichfalls mit einem Paar von Flanschen versehen, welche sich radial von den offenen Rändern und in Längsrichtung des Deckels erstrecken. Wenigstens ein Paar von Klemmarmen sind schwenkbar an der Außenfläche des Deckels gelagert, wobei jeder Klemmarm an einem Ende eine Klaue aufweist, die derart ausgebildet ist, daß sie mit dem Gehäuseflansch an der unteren Fläche zusammenwirkt, um das Gehäuse mit dem Deckel zu verklemmen. Der Gehäuseflansch und die Klaue des Klemmarms sind derart ausgebildet, aaß dann, wenn sich das Stahlrohr biegt und Spreizkräfte auf das Gehäuse und den Deckel ausübt, die Klaue des Klemmarms außer Eingriff vom Gehäuseflansch gelangt, ;o daß der Klemmarm gelöst wird. Ein hydraulischer Schaltkreis (öl) für die Betätigung eines Hydraulikzylinders dient zum Antrieb des Klemmarms. Die hydraulische Schaltung umfaßt einen Detektor zur Ermittlung des Drucks im Hydraulikzylinder und zur Erzeugung eines Alarmsignals, wenn der ermittelte Druck einen vorbestimmten Druckwert übersteigt.
Wenn sich das Stahlrohr im zylinderförmigen Aufbau in extremer Weise während des Abkühlvorgangs verbiegt, bringt es auf das Gehäuse und den Deckel Kräfte auf, die versuchen Deckel und Gehäuse voneinander zu entfernen. Die Versetzung des Gehäuses wird in eine Zunahme des Drucks im Hydraulikzylinder mittels des Klemmarms gewandelt. Da eine abnormale Biegung des Stahlrohrs während des Abschreckens als eine Druckzunahme im Hydraulik zylinder ermittelt wird, wird bei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung der zylinderförmige Aufbau gegenüber Beschädigungen geschützt.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Gehäuse aus einer langgestreckten halbzylinderförmigen Außenschale und einer langgestreckten halbzylinderförmigen Innenschale, welche abnehmbar innerhalb der Außenschale angeordnet ist. Der Deckel besteht aus einem langgestreckten halbzylinderförmigen Außendeckel und einem langgestreckten halbzylinderförmigen Innendeckel, welcher innerhalb des Außendeckels abnehmhar montiert ist. Da ein geeigneter Satz aus Innenschale und Innendeckel gewählt werden kann, welcher einen zylinderförmigen Behälter mit einer Abmessung bildet, die dem Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs entspricht, wird die Härtung des Stahlrohrs ausgeführt, ohne daß die Förderung eines übermäßig großen Volumens des Kühlmittels erforderlich wäre.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der etf indungsgemäßen Härtevorrichtung ist wenigstens ein Rotor auf einer horizontalen Drehwelle fest montiert. Eine Anzahl von halbzylinderförmigen Gehäusen ist auf dem Rotor angeordnet, so daß sie sich parallel zur Welle erstrecken und sich radial nach außen öffnen. Die Welle wird in einer Richtung intermittierend gedreht, so daß stets eines der Gehäuse gerade oberhalb der Welle angeordnet wird. Wenn die Welle um einen vorbestimmten Winkel dreht, fällt das gehärtete Stahlrohr aus einem der Gehäuse, welches oberhalb der Welle positioniert worden ist und gelangt gleichzeitig das nächste Gehäuse in eine Position gerade oberhalb der Welle, so daß es zur Aufnahme eines nachfolgenden Stahlrohrs bereit ist, welches gehärtet werden soll. Eine Anzahl von Stahlrohren kann kontinuierlich auf diese Weise gehärtet werden.
Nach Maßgabe der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung wird ein zu härtendes Stahlrohr in einem zylinderförmigen Aufbau aufgenommen, welcher zur Aufnahme und Herausnahme des Stahlrohrs geöffnet oder geschlossen werden kann.
Das Kühlwasser strömt durch Strömungsbahnen, welche außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs im zylinderförmigen Aufbau gebildet sind.
Schließlich wird der zylinderförmige Aufbau zweckmäßigerweise geöffnet, um eine Beschädigung des zylinderförmigen Aufbaus und/oder des Stahlrohrs zu verhindern, wenn das Stahlrohr sich extrem innerhalb des zylinderförmigen Aufbaus biegt.
jchließlieh kann bei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung zweckmäßigerweise der Innendurchmesser des zylinderförmigen Aufbaus derart geändert werden, daß dieser in Relation zum Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs gebracht wird. Schließlich ist mit der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung eine kontinuierliche Härtung von Stahlrohren möglich.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen Fig. 1 eine Schemaansicht, welche den Aufbau einer erfindungsgemäßen Härtevorrichtung darstellt, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung, Fig. 3 eine Schnittansicht der Vorrichtung entlang der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht zur Darstellung des zylinderförmigen Aufbaus in der Vorrichtung gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine vergrößerte Draufsicht der Halteeinrichtung für die Schalen als Detail aus Fig. 2, Fig. 6 einen Vertikalschnitt der Halteeinrichtung entlang der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 eine Schnittansicht der Verschiebeeinrichtung entlang der Linie VII-VII in Fig. 2, Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht der Verriegelungseinrichtung für den Deckel entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 2, Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht einer Aussparung in einem Deckelflansch mit einem darin eingepaßten Dichtglied, Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht eines Klemmarms in Eingriffsstellung mit einem Flansch einer Außenschale, entsprechend dem Kreis X in Fig. 4, Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Hydraulikschaltung für die Betätigung eines hydraulischen Klemmzylinders, Fig. 12 eine Seitenansicht der Vorrichtung, insbesondere zur Darstellung der Außen- und Innendüse und des zylinderförmigen Aufbaus, Fig. 13A, 13B und 13C unterschiedliche Betriebsstellungen des Gehäuses und des Deckels, Fig. 14 ein Schaltdiagramm für die Zirkulierung des Kühlwassers Fig. 15A und 15B unterschiedliche Betriebsstellungen beim Abnehmen eines Satzes aus einer Innenschale und einem Innendeckel, Fig. 16 eine Schemaansicht zur Darstellung der Position der offenen Enden der Außen- und Innendüse in bezug Üf den zylinderförmigen Aufbau, in welchem ein Stahlrohr aufgenommen ist, Fig. 17 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung, Fig. 18 ein Längsschnitt der Vorrichtung entlang der Linie XVIII-XVIII in Fig. 17, Fig. 19 eine vergrößerte Ansicht des Rotors der in Fig. 17 dargestellten Vorrichtung sowie Fig. 20 eine Schemadarstellung einer bekannten Eintauch-Härtevorrichtung.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Härten eines Stahlrohrs schematisch dargestellt. In einem langgestreckten Kühlbehälter 10 ist ein langgestreckter hohlzylinderförmiger Aufbau 12 im wesentlichen horizontal angeordnet, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs 11 ist.
Der hierbei verwendete Begriff "in Längsrichtung" bezeichnet die Axialrichtung des zylinderförmigen Aufbaus. Mit dem Begriff "quer" ist eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung gemeint. In der Zeichnungsebene von Fig. 1 erstreckt sich die Längsrichtung von links nach rechts und die Richtung quer dazu von oben nach unten. Der zylinderförmige Aufbau 12 dient zur Aufnahme eines zu härtenden heißen Stahlrohrs. Der zylinderförmige Aufbau 12 ist derart ausgebildet, daß er für die Aufnahme und zum Herausnehmen eines Stahlrohrs geöffnet werden kann und das Stahlrohr derart aufgenommen wird, daß dessen Mittelachse parallel zur Mittelachse des zylinderförmigen Aufbaus 12 verläuft und vorzugsweise mit dieser Mittelachse im wesentlichen zusammenfällt, wie nachfolgend noch näher beschrieben ist. Zwischen der Außenfläche des Stahlrohrs 11 und der Innenfläche des zylinderförmigen Aufbaus 12 ist ein Zwischenraum 13 begrenzt. Dieser Raum bildet eine Strömungsbahn außerhalb des Rohrs. Nahe des Einlaßendes des zylinderförmigen Aufbaus 12, welches sich in Fig. 1 links befindet, ist eine Einspritzeinrichtung 14 angeordnet, durch welche Kühlwasser in und um das Stahlrohr eingespritzt wird, so daß Wasser durch die äußere Strömungsbahn 13 und durch das Innere des Stahlrohrs und parallel zur Achse des zylinderförmigen Aufbaus 12 strömt.
Die Einspritzeinrichtung 14 besitzt ein offenes Ende, dessen Innendurchmesser im wesentlichen dem zylinderförmigen Aufbau 12 entspricht. Die Einspritzeinrichtung 14 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß wenigstens ihr offener Endabschnitt im wesentlichen mit dem zylinderförmigen Aufbau 12 ausgerichtet ist und sich das offene Ende in Kontakt mit dem Einlaßende des zylinderförmigen Aufbaus 12 befindet oder dazu benachbart ist.
Das Auslaßende des zylinderförmigen Aufbaus 12, welches von der Einspritzeinrichtung 14 entfernt angeordnet ist, weist ebenfalls ein offenes Ende auf. Der Kühlbehälter 10 erstreckt sich über den Auslaß des zylinderförmigen Aufbaus 12 hinaus, so daß eine Verlängerung bzw. ein Ansatz 10A gebildet wird. Der Behälteransatz 10A ist an seiner Seitenwand mit einem Uberlauf 1OB versehen, über den das Kühlwasser in einen außerhalb des Überlaufs lOB befestigten Ablauf 16 strömt.
Die Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist wie folgt. Ein heißes Stahlrohr wird in den Kühlbehälter 10 geworfen und im zylinderförmigen Aufbau 12 aufgenommen. Die Einspritzeinrichtung 14 spritzt Kühlwasser in und um das Stahlrohr 11, so daß sich axial oder in Längsrichtung außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs eine Wasserströmung einstellt. Da die Kühlwasserströme am Stahlrohr vorbei zu dessen Auslaßende und darüber hinausströmen und dabei Wärme vom Stahlrohr aufnehmen, bleibt die Abkühlung im wesentlichen konstant und wird das Stahlrohr 11 im wesentlichen gleichmäßig über seine gesamte Länge gehärtet.
Dabei ist festzuhalten, daß auch der Kühlbehälter 10 mit Kühlwasser beaufschlagt wird und der zylinderförmige Aufbau 12 entweder oberhalb oder unterhalb des Kühlwasserpegels im Kühlbehälter 10 angeordnet sein kann. Vorzugsweise ist der zylinderförmige Aufbau 12 im Kühlwasser innerhalb des Behälters versenkt angeordnet. Wenn ein Stahlrohr in den zylinderförmigen Aufbau 12 eingegeben wird, wirkt das Kühlwasser als ein Dämpfungsmittel, um die Zufuhrgeschwindigkeit des fallenden Stahlrohrs zum zylinderförmigen Aufbau 12 zu verringern, wodurch eine Beschädigung der Oberfläche des Stahlrohrs verhindert wird. Zusätzlich wird das Vorhandensein von ungehärteten Punkten bzw. Stellen in einem gehärteten Stahlrohr ausgeschlossen, weil das Kühlwasser augenblicklich in das Stahlrohr eintrltt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfinduntsgemäßen Härtevorrichtung für ein Stahlrohr ist in den Fig. 2 bis 16 dargestellt. Danach wird gemäß den-Fig. 2 und 3 ein langgestreckter kastenförmiger Behälter 10 mit Kühlwasser gefüllt. Die Vorrichtung umfaßt eine erste Drehwelle 17, welche sich horizontal und in Längsrichtung des Kühlbehälters 10 erstreckt und durch die Stirnwände des Kühlbehälters 10 hindurchgeführt ist. Ein Ende der Welle 17, welches aus der vorderen Stirnwand des Kühlbehälters 10 vorsteht, ist mit einem Kolben 18a eines Hydraulikzylinders 18 über einen Lenker 19 verbunden.
Ein Zwischenabschnitt der Welle 17, welcher innerhalb des Kühlbehälters 10 angeordnet ist, ist mit einer Anzahl von Armen 20 versehen, welche in Längsrichtung in vorgegebenen Intcrvallabständcn angeordnet sind. Jeder der an der Welle 17 befestigten Arme 20 weist an seinem freien Ende einen stehenden Stützabschnitt auf, auf dem ein Gehäuse 21 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt befestigt ist, welches die untere Hälfte des zylinderförmigen Aufbaus 12 bildet. Das Gehäuse 21 wird im wesentlichen horizontal innerhalb des Kühlwassers gehalten, wobei die konkave Fläche nach oben weist, wenn sich der Hydraulikzylinder 18 in seiner Ruhestellung befindet.
Das Gehäuse 21 kann zusammen mit den Armen 20 im Gegenuhrzeigersinn oder nach unten durch Betätigung des Hydraulikzylinders 18 gedreht werden, welcher die Welle 17 in der Ansicht gemäß Fiq. 3 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Wie aus der vergrößerten Darstellung von Fig. 4 hervorgeht, umfaßt das Gehäuse 21 eine halbzylinderförmige Außenschale 22, welche mit den Stützabschnitten der Arme 20 fest verbunden ist, und eine halbzylinderförmige Innenschale 23 mit im wesentlichen derselben Länge wie die Außenschale 22, wobei jedoch der Außenradius kleiner als der Innenradius der Außenschale 22 ist.
Die Innenschale 23 bildet die untere Hälfte eines zylinderförmigen Behälters 24 zur Aufnahme eines zu härtenden Stahlrohrs 11. Die Innenschale 23 ist in der Außenschale 22 durch eine geeignete l.inrlchtung, die weiter unlven noch näher erläutert wird, abnehmbar aufgenommen. Die Außenschale 22 ist mit mehreren Paaren von sich radial erstreckenden Ausbauchungen bzw. Ausbuchtungen 25 in Längsabständen versehen. Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, bildet eine Ausbauchung 25 einen Hohlraum bzw.
Vertiefung. Mit dem Boden der Ausbauchung ist eine Halteplatte 26 derart verbolzt, daß das freie Ende der Halteplatte 26 sich in einem Abstand zum Boden der Vertiefung befindet. Die Innenschale 23 ist mit entsprechenden Paaren sich radial erstreckender Keile bzw. Federn 27 in Längsabständen versehen. Mit dieser Anordnung kann die Innenschale 23 fest innerhalb der Außenschale 22 angeordnet werden, indem die innenschale 23 gegenüber der Außenschale in Längsrichtung verschoben wird, so daß die Federn 27 der Innenschale unter die Halteplatten 26 der Außenschale gesteckt werden, wodurch diese Teile zusammenwirken. Andererseits kann die Innenschale 23 von der Außenschale 22 dadurch abgenommen werden, indem die Innenschale 23 in entgegengesetzter Richtung verschoben wird, so daß die Federn 27 außer Eingriff mit den Halteplatten 26 gelangen. Die Einrichtung zum Verschieben der Innenschale 23 gegenüber der Außenschale 22 ist in den Fig. 2 und 7 dargestellt. Am stirnseitigen Auslaßende der Innenschale 23 ist eine Stirnplatte 28 befestigt, an der ein Bügel 29 rechtwinklig befestigt ist. Ein sich senkrecht zur Längserstreckung der Innenschale 23 erstreckender Stift 30 ist in eine Öffnung im Bügel -29 eingesteckt. Am Boden des Kühlbehälters 10 ist ein Schwinghebel 31 schwenkbar angeordnet und erstreckt sich vertikal nach oben. Der Schwinghebel 31 weist am oberen Ende einen sich vertikal erstreckenden Schlitz 31a mit einer Breite größer als der Durchmesser des Stifts 30 auf. Der Stift 30 ist innerhalb des Schlitzes 31a des Schwinghebels 31 angeordnet. Die Innenschale 23 kann durch Drehen des Schwinghebels 31 im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn (gemäß Fig. 7) in Längsrichtung verschoben werden. Es ist Sorge getroffen, daß dann, wenn sich der Schwinghebel 31 in einer neutralen Position befindet, wie nachfolgend noch näher beschrieben ist, der Stift 30 nicht in Kontakt mit den Innenrändern des Schlitzes 31a im Schwinghebel 31 befindet. Der Schwinghebel 31 ist weiter gelenkig mit einem Ende einer Verbindungsstange 33 verbunden, die sich durch die hintere Stirnwand des Kühlbehälters 10 durch eine Dichtbuchse 32 erstreckt. Das andere Ende der Verbindungsstange 33 ist mit einer Kolbenstange 34a eines zweistufigen Hydraulikzylinders 34 über ein geeignetes Gelenk verbunden.
Innerhalb der Innenschale 23 sind in vorgegebenen Intervallen in Längsrichtung eine Anzahl von V-förmigen Stützen 35 angeordnet. Die Stützen 35 befinden sich mit dem zu härtenden Stahlrohr 11 in Tangentialberührung und stützen das Stahlrohr 11 derart ab, daß das Stahlrohr 11 im wesentlichen horizontal angeordnet und mit der Außenschale 22 und damit mit dem zylinderförmigen Aufbau 12 ausgerichtet ist. Obgleich jede der Stützen 35 in Querrichtung V-förmig ausgebildet ist, wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist jede Stütze im Längsschnitt oder in Richtung der Kühlwasserströmung in Längsrichtung des Stahlrohrs 11 stromlinienförmig ausgebildet, so. daß das Auftreten jeglicher turbulenter Strömung innerhalb des Kühlwasserstroms verhindert wird. Zusätzlich ist die Stütze 35 mit einer Anzahl von öffnungen für den leichten Zugang des Kühlwassers zum Stahlrohr 11 versehen, wodurch ein größeres Volumen an Kühlwasser mit dem Stahlrohr 11 in Kontakt gelangen kann, um die Abkühlung zu fördern.
Eine zweite Drehwelle 37 erstreckt sich horizontal und in Längsrichtung durch die Stirnwände des Kühlbehälters 10 und ist drehbar durch eine Anzahl von herabhängenden Armen in vorgegebenen Intervallen gelagert. Ein Ende der Welle 37, welches aus der vorderen Stirnwand des Kühlbehälters 10 vorsteht, ist mit einem Kolben 38a eines zweiten llydralllikzylinders 38 über einen Lenker 39 verbunden.
Ein Zwischenabschnitt der Welle 37, welcher innerhalb des Kühlbehälters 10 angeordnet ist, ist mit einer Anzahl von Armen 40 versehen, die in Längsrichtung in vorgegebenen Intervallabständen angeordnet sind. Jeder der mit der Welle 37 befestigten Arme 40 weist an seinem freien Ende einen freihängenden Stützabschnitt auf, mit dem ein Deckel 41 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt fest verbunden ist, welcher mit dem Gehäuse 21 den zylinderförmigen Aufbau 12 bildet. Somit kann der zylinderförmige Aufbau 12 wahlweise dadurch geöffnet und verschlossen werden, indem der zweite Hydraulikzylinder 38 betätigt wird. Der Hydraulikzylinder 38 dreht dabei die zweite Drehwelle 37 mit den Armen 40, wodurch der Deckel 41 in Richtung auf das Gehäuse 21 und von diesem weg gedreht wird.
Der Deckel 41 besteht aus einem halbzylinderförmigen kJ-ßendeckel 42, welcher fest mit den Stützabschnitten der Arme 40 mit seiner konkaven Seite vertikal nach unten weisend verbunden ist, und einem halbzylinderförmigen Innendeckel 43, welcher im wesentlichen dieselbe Länge wie der Außendeckel 42 aufweist und dessen Außenradius kleiner als der Innenradius des Außendeckels 42 ist. Der Innendeckel 43 und die oben angegebene Innenschale 23 bilden den zylinderförmigen Behälter 24 für die Aufnahme des Stahlrohrs 11. Der Innendeckel 43 ist im Außendeckel 42 mittels einer nachfolgend noch beschriebenen geeigneten Verschlußeinrichtung abnehmbar aufgenommen. Der Innendeckel 43 ist mit einer Anzahl von Öffnungen in Längsabständen versehen. Ein Verriegelungsstift 44 mit einer Durchgangsöffnung 44a am oberen Abschnitt ist, wie aus Fig. 8 hervorgeht, vertikal ausgerichtet in die öffnung eingesteckt. Der Außendeckel 42 ist mit einer Öffnung 45 an einer Stelle versehen, welche der öffnung im Innendeckel 43 entspricht, so daß der Verriegelungsstift 44 durch die öffnung 45 des Außendeckels hindurchgelangen kann. An der oberen Fläche des Außendeckels 42 ist ein Keil 46 bewegbar angeordnet, welcher in die Durchgangsöffnung 44a im oberen Abschnitt des Verriegelungsstifts 44 oberhalb des Außendeckels 42 einsteckbar ist. Ein Hebel 48 ist an seiner Mitte gelenkig an einem Aufsatz 47 an der oberen Fläche des Außendeckels 42 angeordnet. Das untere Ende des Hebels 48 ist mit dem Keil 46 gelenkig verbunden und das obere Hebelende ist gelenkig mit einem Kolben 49a eines Hydraulikzylinders 49 verbunden, welcher an der oberen Fläche des Aufsatzes 47 befestigt ist.
Bei Betätigung des Hydraulikzylinders 49 zur Drehung des Hebels 48 im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 8, wird der Keil 46 in die Durchgangsöffnung 44a im Verriegelungsstift 44 eingeführt, um den Innendeckel 43 fest mit dem Außendekkel 42 zu verbinden. Der Innendeckel 43 kann vom Außendeckel 42 abgenommen werden, falls der Hydraulikzylinder 49 im entgegengesetzten Sinn betätigt wird, wodurch der Hebel 48 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und der Keil 46 aus der Durchgangsöffnung 44a im Verriegelungsstift 44 herausgezogen wird.
Die aufeinanderliegenden Ränder des Gehäuses 21 und des Deckels 41, d.h. der rechte und linke Seitenrand sowohl der Außenschale 22 und des Außendeckels 42, sind gemäß Fig. 4 mit Flanschen 22a und 42a versehen, die sich jeweils radial und in Längsrichtung des zylinderförmigen Aufbaus 12 erstrecken. Eine in Längsrichtung verlaufende Aussparung 50 ist in der unteren Fläche des äußeren Deckelflansches 42a ausgebildet, d.h. in der Fläche des Deckels 41, die am Gehäuse 21 anliegt. Die Querschnittsform dieser Aussparung 50 ist aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 9 ersichtlich. Ein elastisch nachgiebiges Dichtglied 51 sitzt mit enger Passung in der Aussparung 50. Das Dichtglied 51 ist aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk gebildet und expandiert, so daß es in einem druckfreien Zustand teilweise aus der Aussparung 50 vorsteht, wie aus Fig. 9 ersichtlich ist. Somit bewirkt das Dichtglied 51 eine wirksame Dichtung zwischen dem Gehäuse 21 und dem Deckel 41 und zwar sogar dann, wenn sich das Gehäuse 21 in einem kurzen Abstand zum Dekkel 41 befindet.
Der Außendeckel 42 ist an seiner Außenfläche mit mehreren Paaren von sich gegenüberliegend erstreckenden Bügeln 52 in Längsabständen versehen, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht. Ein Klemmarm 53 ist mit einem mittleren Abschnitt gelenkig mit jedem der Bügel 52 verbunden. Der Klemmarm 53 weist an einem Ende eine Klaue auf, welche mit dem Flansch 22a der Außenschale 22 an dessen unterer Fläche zusammenwirkt, so daß die Außenschale 22 mit dem Außendeckel 42 verklemmt wird. Ein hydraulischer Klemmzyl:lnder 54, welcher am Außendeckel 42 angeordnet ist, besitzt einen Kolben 54a, welcher gelenkig mit dem anderen Ende des Klemmarms 53 verbunden ist.
Die Eingriffsstellung der Klaue des Klemmarms 53 mit dem Flansch 22a der Außenschale 22 ist in der vergrößerten Darstellung von Fig. 10 deutlicher ersichtlich. Die untere Fläche des Flansches 22a der Außenschale verläuft winklig zur Horizontalen oder schräg nach oben gegen den Flanschrand zu. Die obere Fläche der Klaue des Klemmarms ist entsprechend schrägverlaufend ausgebildet. Anders ausgedrückt, die Eingriffsflächen des Flansches 22a der Auß-enscilale und die Itlaue des Klmmarms 5.1 nci derart (T(-schräg, uaß dann, wenn der Außendeckel 42 und die Außenschale 22 voneinander weggezogen werden, auf den Klemmarm 53 durch das Auseinanderziehen eine Komponente aufgeprägt wird, welche den Arm in Entriegelungsrichtung drückt.
In Fig. 11 ist eine Schaltung für das Hydrauliköl für die Betätigung des hydraulischen Klemmzylinders 54 dargestellt. Eine hintere Öffnung des hydraulischen Klemmzylinders 54 befindet sich in fluidleitender Verbindung mit einem Druckflußregler 55 mit einem darin eingebauten Rückschlagventil und dann mit einem Rückschlag-Schaltventil 56, welches über ein Druckverminderuny.vencil 57 mit einem Mehrwegeventil 58 in fluidleitender Verbindung steht. Eine vordere öffnung des hydraulischen Klemmzylinders 54 befindet sich in fluidleitender Verbindung mit dem Mehrwegeventil 58 über ein weiteres Strö-,nungssteuerventil 59 mit einem darin eingebauten Rückschlagventil. Eine Druckölbeaufschlagung des Zylinders 54 über die hintere öffnung hat zur Folge, daß der Kolben 54a sich nach vorne bewegt, wodurch der Klemmarm 53 in die Klemmstellung gebracht wird. Andererseits hat eine Druckölbeaufschlagung des Zylinders 54 über die vordere Öffnung zur Folge, daß der Kolben 54a sich zurückzieht, wodurch der Klemmarm 53 in die Entriegelungsstellung gelangt. Die die hintere Öffnung und das Strömungssteuerventil 55 verbindende Leitung besitzt eine Zweigleitung zu einer parallelen Verbindung eines Druckschalters 61 und eines Druckanzeigers 62 über ein Drosselventil 60.
Wenn der Öldruck an der hinteren Seite des Kolbens im hydraulischen Klemmzylinder 54 beim Zurückziehen des Kolbens 54a über einen vorbestimmten Wert ansteigt, welcher im Druckschalter 61 vorgegeben ist, erzeugt der Druckschalter 61 ein Alarmsignal, welches zum Mehrwegeventil 58 geführt wird. Dann wird das Mehrwegeventil 58 geschaltet, um den hydraulischen Klemmzylinder 54 auf Entriegelungsstellung zu betätigen. Ein Entspannungsventil 63 ist gleichfalls mit der Zweigleitung verbunden.
em Einlaßende des Außendeckels 42 ist ein hydraulischer Ilaitezylinder 64 mittels eines geeigneten Aufbaus angeordnet, wie aus Fig. 12 hervorgeht. Der Hydraulikzylinder 64 weist einen sich vertikal nach unten erstreckenden Kolben 64a auf, welcher mit einer Haltestange 65 verbunden ist, die sich durch den Außen- und Innendeckel 42 und 43 erstreckt. Die Haltestange 65 liegt mit ihrem unteren Ende am Stahlrohr 11 an, um das Stahlrohr 11 an seiner Stelle auf den Stützen 35 in der Innenschale 23 zu halten.
Außerhalb des Kühlbehälters 10 ist in Längsrichtung eine Reihe von Förderrollen 66 für den Transport eines heißen Stahlrohrs 11 von der Vorstation zur Härtevorrichtung angeordnet. Auf derselben Seite des Kühlbehälters 10, an der die Rollen 66 angeordnet sind, ist am oberen Abschnitt der Seitenwand des Kühlbehälters 10 eine sich in Längsrichtung erstreckende dritte Welle 67 drehbar gelagert.
Eine Anzahl von Übergabe armen 68 sind fest auf der Welle 67 in vorgegebenen Intervallabständen angeordnet. Die Übergabearme 68 erstrecken sich in Querrichtung und illre freien Enden reichen bis wenigstens zu einer vertikalen Ebene unter Einschluß der Rollen 66. Eine Anzahl von Ladeschienen 69 sind in vorbestimmten Intervallen am oberen Abschnitt der Seitenwand des Behälters befestigt, in welcher die dritte Welle 67 drehbar gelagert ist. Die Schienen 69 erstrecken sich von der Außenseite des Kühlbehälters 10 zu einer Stelle oberhalb des zylinderförmigen Aufbaus 12 und sind leicht schräg nach unten gegen den zylinderförmigen Aufbau 12 geneigt. Ein heißes Stahlrohr 11, welches derart angefördert worden ist, daß es neben dem Behälter 10 liegt, Kann durch Drehen der Welle 67 mit den Übergabearmen 68 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig.
3 auf die Schienen 69 übergeben werden. t)as auf diese Weise übergebene Stahlrohr 11 rollt dann längs der schrägverlaufenden Schienen 69 und fällt auf den zylinderförmigen Aufbau 12 herunter.
Schließlich ist am Boden des Kühlbehälters 10 eine Anzahl von Entladeschienen 70 angeordnet, die gemäß Fig. 3 leicht schräg nach links unten verlaufen,so daß diese ein gehärtetes Stahlrohr aufnehmen können, welches aus dem Gehäuse 21 fällt. Ein Kettenrad 71a ist angrenzend am unteren Ende der Entladeschienen 70 angeordnet. Ein weiteres Kettenrad 71b befindet sich oberhalb der anderen Seitenwand des Kühlbehälters 10. Um diese Kettenräder 71a und 71b ist eine Kette 72 geführt. Die Kette 72 trägt eine Reihe von Mitnehmern 73 für das Stahlrohr 11, welches zum unteren Ende der Entladeschienen 70 und aus dem Kühlbehälter 10 gerollt ist.
Eine äußere Düse 74a in Form eines Rohres mit einem groen Durchmesser und einem offenen Ende, dessen Innendurchmesser dem oben beschriebenen zylindrischen Behälter 24 entspricht, ist an der einlaßseitigen Stirnwand des Kühlbehälters 10 derart befestigt, daß wenigstens der offene Endabschnitt der Düse im wesentlichen mit dem zylindrischen Aufbau 12 ausgerichtet ist und sich das offene Ende in Kontakt oder in. unmittelbarer Nähe mit dem bzw.
zum offenen Ende des zylinderförmigen Aufbaus 12 befindet. Koaxial innerhalb der äußeren Düse 74a ist eine innere Düse 74b in Form eines Rohres mit kleinem Durchmesser angeordnet. Die innere Düse 74b ist derart ausgebildet, daß der Innen- und Außendurchmesser des offenen Endes im wesentlichen gleich dem Innen- und Außendurchmesser des Stahlrohrs 11 ist, welches gehärtet werden soll.
Die Innendüse 74b ist in die Außendüse 74a durch eine Dichtbuchse 75 eingesteckt1 welche in einer öffnung in der gekrümmten Wand der Außendüse 74a sitzt. Die innere Düse 74b ist derart angeordnet, daß der offene Endabschnitt mit dem Stahlrohr 11 ausgerichtet werden kann.
Des weiteren ist die Innendüse 74b insgesamt U-förmig ausqebildet, wie aus Eig. 12 hervorgeht. Das stromaufwärtige Ende ist verschiebbar in ein Rohr 77b für die Hauptwasserzufuhr über eine weitere Dichtbuchse 76 eingesetzt. Wie aus Fig. 12 hervorgeht, sind die Schenkelabschnitte des U-förmigen Düsenrohrs 74b horizontal angeordnet und ist der vertikalverlaufende Zwischenabschnitt mit einem Kolben eines hydraulischen Stellzylinders 78 verbunden, welcher horizontal an einem geeigneten Aufsatz angeordnet ist. Aufgrund der Betätigung des Zylinders 78 wird das U-förmige Düsenrohr 74b in horizontaler Richtung nach hinten und nach vorne und somit das Auslaßende der Düse 74b gegen das und weg vom offenen Ende des Stahlrohrs 11 im zylindrischen Aufbau 12 bewegt.
Um die Stahlrohre zu härten, wird die oben beschriebene Härtvorrichtung wie folgt betätigt. Als erstes wird der Deckel 41 zum Öffnen des zylinderförmigen Aufbaus 12 anabgehoben, indem der zweite Hydraulikzylinder betätigt wird und den Arm 40 gemäß Fig. 13A im Gegenuhrzeigersinn dreht. Dann wird ein bereits auf den Förderrollen 66 herantransportiertes heißes Stahlrohr 11 auf die Ladeschienen 69 durch die Drehung der Ubergabearme 68 im Gegenuhrzeigersinn übergeben. Das Stahlrohr 11 rollt längs der Ladeschienen 69 und fällt in den Kühlbehälter 10. Das Stahlrohr 11 wird dadurch auf den Stützen 35 innerhalb des Gehäuses 21 plaziert. An diesem Punkt ist die Innendüse 74b zuvor mittels des hydraulischen Stellzylinders 78 zurückgezogen worden, um ein Auftreffen des herabfallenden Stahlrohrs auf die Innendüse 74b zu verhindern.
Zusätzlich wird Kühlwasser langsam durch die Außen- und Innendüse 74a und 74b eingespritzt, so daß das Kühlwasser 79 nach vorne in den Behälter 10 strömt, um Luft innerhalb des fallenden Stahlrohrs 11 so schnell als möglich zu verdrängen. Danach wird der zweite Hydraulikzylinder 38 derart betätigt, daß die Welle 37 mit dem Arm 40 und der Deckel 41 im Uhrzeigersinn gedreht werden, so daß der Deckel 41 in Eingriff mit dem Gehäuse 21 gelangt und der zylinderförmige Aufbau 12 geschlossen wird, wie in Fig. 13B dargestellt ist. Die hydraulischen Klemmzylinder 54 werden dann betätigt, um die Klemmarme 53 in Eingriffsstellung mit den Flanschen 22a des Gehäuses 21 zu bringen, wodurch das Gehäuse 21 und der Deckel 41 zu einem Aufbau verklemmt werden. Da das durch die Stützen 35 aufgenommene Stahlrohr 11 im wesentlichen mit dem zylinderförmigen Aufbau 12 ausgerichtet ist (oder sich zumindest die mittlere Achse des Stahlrohrs parallel zur mittleren Achse des zylinderförmigen Aufbaus erstreckt), ist die äußere Strömungsbahn 13 um das Stahlrohr 11 bestimmt. Nachdem in den zylinderförmigen Aufbau 12 in der oben beschriebenen Weise das Stahlrohr 11 eingebracht worden ist, wird der hydraulische Haltezylinder 64 betätigt, um die Haltestange 65 nach vorne zu bewegen und das Stahlrohr 11 gegen die Stützen 35 zu drücken, wodurch das Stahlrohr 11 gehalten wird. Zusätzlich wird der hydraulische Stellzylinder 78 betätigt, wn die innere düse 74b nach vorne zu bewegen und deren offenes Ende in Kontakt oder in unmittelbare Nähe mit bzw. zum offenen Ende des Stahlrohrs 11 zu bringen. In dieser Stellung wird die Durchflußleistung des durch die Außen- und Innendüse 74a und 74b eingespritzten Kühlwassers auf die vorbestimmten maximalen Werte erhöht. Dann strömen Strahiströme von Kühlwasser 79 in Längsrichtung außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs 11 im zylinderförmigen Aufbau 12, um das Stahlrohr 11 für die Härtung abzukühlen. Die Verteilungen der Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstroms in der Nähe der Außen- und Innenflächen des Stahlrohrs sind an allen Stellen konstant, weil das Kühlwasser 79 in Längsrichtung des Stahlrohrs 11 strömt. Das Stahlrohr 11 wird insgesamt im wesentlichen gleichförmig abgekühlt, wodurch die Ausbildung von ungehärteten Stellen, Kühlrissen o.dgl. ausgeschlossen ist.
Es erfolgt eine kurze Erläuterung hinsichtlich der Abkühlungsgeschwindigkeiten oder der Durchfluß leistungen bzw.
Strömungsgeschwindigkeiten (flow rates) des Kühlwassers außerhalb und innerhalb des Stahlrohres 11. Vorausgesetzt, daß die Querschnittsfläche der Strömungsbahn außerhalb des Stahlrohrs 11 größer als die erforderliche minimale Fläche ist, daß die Querschnittsfläche der Strömungsbahn außerllttlb des Stahlrohrs 11 im wesentlichen gleich der Qii'rsciinLttsfläche der Strömungsbahn innerhalb des Stahlrolirs ist, daß die Innendüse 74b denselben Außen- und Innendurchmesser wie das Stahlrohr 11 aufweist, daß das offene Ende der Innendüse 74b im wesentlichen sich in Kontakt mit dem offenen Ende des Stahlrohrs 11 befindet, und daß die Strömungsbahnen des Kühlwassers außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs 11 klar getrennt sindr so beträgt schätzungsweise das Verhältnis der Strömungsgescwindigkeit des Kiihlwassers außerhalb des Stahlrohrs 11 zu- Strömurgsgeschwindigkeit des Kühiwassers innerhalb des Stahlorohrs 11 etwa 1. Da allerdings die Stah-lzusammen-0etzunq, der Wärmeübertragungskoeffizient, Dampffilme und während der verhergehenden Walz- oder Wärmebehandlung gebilden t)Xv Oxydschichtenxcir;c:il chten nicht notwendigerweise dieselben zwischen cJt'i Au ß'n- ut0d Innenflächen des Stahlrohrs 11 sind, wird vorzugsweise die Strömungsgeschwindigkeit bzw Durchsatz des außerhalb des Stahlrohrs 11 strömenden Kühlwassers vorzugsweise höher als die Strömungsgeschwindigkeit des innerhalb des Stahlrohrs 11 strömenden Kilhlwassers eingestellt, um eine Deformation aufgrund von Wärmebeanspruchungen während des Abkühlvorganges zu verhindern. Derartige geeignete Strömungsgeschwindigkeiten können durch Versuche bestimmt werden.
nachfolgend wird eine Schaltung für die Zirkulierung des Kühlwassers beschrieben. Gemäß Fig. 14 ist das im Kühlbehälter 10 einschließlich des aus dem Auslaß des zylinderförmigen Aufbaus abgeführten Wassers allgemein mit dem Bezugszeichen 79 gekennzeichnet. Das Wasser strömt über den überlauf 1OB des Kühlbehälters 10 in den Ablauf 16. Dieser Überlauf wird zeitweilig in einem speziellen Behälter aufbewahrt und dann in einer Kühlsäule 81 durch Luft gekühlt. Das auf diese Weise abgekühlte Wasser wird durch eine Pumpe 82 über Wasser zufuhr leitungen 77a und 77b einschließlich Durchflußsteuerventile 83a und 83b jeweilig zur Außen- und. Innendüse gepumpt, wo das Wasser wieder in den zylinderförmigen Aufbau eingespritzt wird.
Die Anordnung eines Hochbehälters 84 an der Auslaßseite der Pumpen 82 dient zur Erzielung eines ausreichenden Drucks und Strömungsgeschwindigkeit, um das Wasser ohne Zunahme der Kapazität der Pumpen 82 einzuspritzen, da die Wassersäule durch den Hochbehälter 84 die Pumpen 82 unterstützt, um ausreichende Durchsatzmengen von unter Druck stehendem Wasser zu gewährleisten. Die Durchsatzmenqe des durch die Außen- und Irlnendiise 74a und 74b einzuspritzenden Wassers kann individuell mittels Ventilen 83a und 83b gesteuert werden. Optimale Durchsatzmengen können in einfacher Weise für beide Düsen eingestellt werden.
Es ist festzuhalten, daß eine Bewegung des Stahlrohrs 11 in Längsrichtung während des Härtens oder des Einspritzens von Kühlwasser durch die Außen- und Innendüse 74a und 74b dadurch verhindert wird, veil das Stahlrohr 11 mittels der Haltestange 65 festgehalten wird.
Nachdem das Härten des Stahlrohrs 11 über eine vorgegebene Zeitdauer, beispielsweise mehrere zehn Sekunden ausgeführt worden ist, werden die Strömungsgeschwindigkeiten des durch die Außen- und Innendüse 74a und 74b eingespritz ten Kühlwassers reduziert. Gleichzeitig wird der hydraulische Klemmzylinder 54 im Gegensinn betätigt, so daß der Klemmarm 53 gelöst wird. Wie aus Fig. 13C hervorgeht, hebt der zweite Hydraulikzylinder 38 den Deckel 41 zum öffnen des zylinderförmigen Aufbaus 12 und dreht der erste Hydraulikzylinder 18 das Gehäuse 21 mit dem Arm 20 im Gegenuhrzeigersinn. Dann fällt das gehärtete Stahlrohr 11 von den Stützen 35 auf die Entladeschienen 70 und rollt längs der Entladeschienen 70 zu deren unteren Ende.
Das Stahlrohr 11 wird dann durch die Mitnehmer 73 aus den Kühlbehälter 10 zu einer geeigneten Ausbringeinrichtung, wie etwa eine Reihe von nicht dargestellten Förderwalzen, gehoben. Während das Stahlrohr 11 durch die Mitnehmer 73 angehoben wird, wird das Gehäuse 21 in der in Fig. 13A dargestellten anfänglichen Stellung durch den Umkehrbetrieb des ersten Hydraulikzylinders 18 gehalten.
Das in der Ausgangsstellung verbleibende Gehäuse 21 steht zur Aufnahme eines nachfolgenden heißen Stahlrohrs bereit. Der Vorgang des Härtens eines Stahlrohrs ist auf diese Weise beendet und wird für das nachfolgende Härten wiederholt.
Wenn lin heißes Stahlrohr in der oben beschriebenen Weise gehärtet wird, ist es erforderlich, daß der Innendurchmesser des zylinderförmigen Behälters 24 mit dem Außendurchmesser des Stahlrohrs übereinstimmt, um eine unerwünscht Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers ausserhalb des Stahlrohrs zu verhindern. Dies bedeutet, daß der Innendurchmesser des zylinderförmigen Behälters 24 vergrößert werden sollte , wenn Stahlrohre mit relativ großem Durchmesser gehärtet werden, und andererseits verringert werden sollte, wenn Stahlrohre mit relativ kleinem Durchmesser gehärtet werden. ilierzu stehen mehrere Sätze von Innenschalen 23 und Innendeckel 43 mit unterschiedlichen Krümmungsradien an ihrer Innenfläche bereit.
Ein geeigneter Satz einer Innenschale und eines Innendekkels, welche mit dem Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs übereinstimmen, kann aus diesen Sätzen ausgewählt und jeweils in der Außenschale 22 und dem Außendekkel 42 angeordnet werden. Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren können die Innenschale 23 und der Innendeckel 43 in der folgenden Weise ausgetauscht werden.
Zunächst wird hierbei die Entfernung der inneren Schale 23 und des inneren Deckels 43 von der Außenschale 22 und dem Außendeckel 42 erläutert. Im zusammengebauten Zustand ist die Innenschale 23 horizontal im Kühlbehälter 10 gehalten und liegt der Deckel 41 entsprechend auf dem Gehäuse 21, wie aus Fig. 15A hervorgeht. Dann wird der Hydraulikzylinder 49 betätigt und zieht den Keil 46 aus der Durchgangsöffnung 44a im Verriegelungsstift 44 heraus. Der Innendeckel 43 wird dann gegenüber dem Außendeckel 42 entriegelt. Dann wird, wie aus Fig. 15B hervorgeht, der zweite Hydraulikzylinder 38 betätigt und dreht die zweite Welle 37 mit dem Arm 40 und dem Außendeckel 42 im Gegenuhrzeigersinn. Da der Innendeckel 43 gegenüber dem Außendeckel 42 entsperrt worden ist, wird lediglich der Außendeckel 42 mit dem Dreharm 40 angehoben und verreibt der Innendeckel 43 auf der Innenschale 23. Dann wird der außerhalb der rückseitigen Stirnwand des Kühlbehälters 10 angeordnete zweistufige Zylinder 34 betätigt und dreht den Schwinghebel 31 gemäß Fig. 7 im Uhrzeigersinn, so daß die Innenschale 23 und der Innendeckel 43 gemäß Fig. 7 nach rechts verschoben werden, wodurch die Federn 27 der Innenschale 23 außer Eingriff gegenüber den Halteplatten 26 gelangen, welche in den Ausbauchungen 25 der Außenschale 22 befestigt sind. Die Innenschale 23 wird auf diese Weise gegenüber der Außenschale 22 gelöst.
Der Aufbau aus der Innenschale 23 und dem Innendeckel 43 kann nun von der Außenschale 22 abgenommen werden. Für die Abnahme des Aufbaus aus der Innenschale 23 und dem Innendeckel 43 kann ein nicht dargestellter Kran bzw.
Hebezeug verwendet werden, um den Aufbau in die in Fig.
15B durch einen Pfeil gekennzeichnete Richtung anzuheben.
Zu diesem Zeitpunkt sollte der Außendeckel 42 weiter in eine Stellung zurückgeschwenkt sein, in welcher.er nicht das Ausheben des Aufbaus aus Innenschale und Innendeckel stören kann. Zusätzlich wird der Schwinghebel 31 leicht in die neutrale Stellung zurückgezogen, in welcher der Schwinghebel 31 keinen Kontakt mit dem Stift 30 besitzt, wodurch der Stift frei gegenüber dem Schwinghebel 31 angeordnet ist.
Die Innenschale 23 und der Innendeckel 43 können an der Außenschale 22 und dem Außendeckel 42 in umgekehrter Weise wie oben beschrieben montiert werden. In der in Fig.
15B dargestellten geöffneten Stellung des zylinderförmiyen Aufbaus 12 wird ein neuer Satz aus der Innenschale 23 und dem Innendeckel 43 zuerst in die Außenschale 22 eingeführt. Der Schwinghebel 31 wird dann im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 7 gedreht, um die Innenschale 23 und den Innendeckel 43 gemäß Fig. 7 nach links zu verschieben. Die Federn bzw. Keile 27 der Innenschale 23 werden unter die Halteplatten 26 bewegt, welche in den Ausbauchungen 25 der Außenschale 22 befestigt sind, wodurch die Innenschale 23 an der Außenschale 22 befestigt wird. Als nächstes wird der Außendeckel 42 zurückgedreht, so daß er über die Außenschale 22 gelangt. Der Verriegelungsstift 44, welcher auf dem Innendeckel 43 steht, wird in die Öffnung 45 im Außendeckel 42 eingesetzt und steht über dem Außendeckel 42 hervor. Der Hydraulikzylinder 49 wird betätigt, um den Keil 46 in die Durchgangsöffnung 44a im Verriegelungsstift 44 einzuführen, wodurch der Innendeckel 43 an den Außendeckel 42 befestigt wird.
Nach Beendigung der oben angegebenen Montageschritte, wird der Schwinghebel 31 leicht im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 7 gedreht, so daß der Schwinghebel 31 außer Kohtakt mit dem Stift 30 gelangt, weil der Stift 30 ansonsten den Schwinghebel 31 stören würde, wenn das Gehäuse 21 um die Achse der ersten Welle 17 im nachfolgenden Verfahrensschritt gedreht wird.
Aufgrund des Austausches eines neuen Satzes der Innenschale 23 und des Innendeckels 43 zur Bildung eines neuen zylinderförmigen Behälters 24 mit einem Innendurchmesser, welcher dem Außendurchmesser eines abzukühlenden Stahlrohrs entspricht, kann verhindert werden, daß die Durchflußleistung des außerhalb des Stahlrohrs strömen den Kühlwassers unerwünscht hoch oder unerwünscht niedrig wird. Somit kann der zum Einspritzen des Kühlwassers erforderliche Leistungsbedarf optimiert und können die Betriebskosten gesenkt werden.
Wenn die Innenschale 23 und der Innendeckel 43 durch neue Schalen bzw. Deckel ausgetauscht werden, um den Innendurchmesser des zylinderförmigen Behälters 24 zu ändern, befindet sich das offene Ende der Außendüse 74a in korrekter Ausrichtung zum Ende des zylinderförmigen Behälters 24, falls die Einlaßendabschnitte der Innenschale 23 und des Innendeckels 43, welche auf die Außendüse 74a weisen, in der in Fig. 16 dargestellten Weise verjüngt sind. Allerdings liegt die Mittelachse des offenen Endabschnitts der Innendüse 74b wegen des unterschiedlichen Durchmessers außerhalb der Mittelachse des Stahlrohrs 11. Falls bei diesem Zustand Kühlwasser durch die Innendüse 74b eingespritzt wird, würde im Kühlwasserstrom eine turbulente Strömung auftreten, wodurch es schwierig wird, in Längsrichtung fließende Kühlwasserströme zu erzeugen, so daß ggf. die Härtungswirkung beeintrSchtigt würde. Um dieses Problem auszuschalten, kann der Spitzenabschnitt der Innendüse 74b gleichzeitig mit Austausch der Innenschale 23 und des Innendeckels 43 ausgetauscht werden, so daß der offene Endabschnitt der Innendüse 74b richtig mit dem offenen Ende des Stahlrohrs 11 ausgerichtet werden kann.
Beim Abkühlen des Stahlrohrs 11 durch in Längsrichtung an der Außenseite und der Innenseite des Stahlrohrs 11 fließende Kühlwasserströme würde das Stahlrohr 11 aufgrund einer Veränderung in der Wanddicke-und örtlich vorhandener Zunderschichten gebogen. Eine Verbiegung des langen Stahlrohrs hätte zur Folge, daß mitunter das Gehäuse 21 und der Deckel 41 auseinandergespreizt würden.
Da die Eingriffsflächen des Flansches 22a der Außenschale 22 und der Klaue des Klemmarms 53 in der oben beschriebenen Weise schräg verlaufend ausgebildet sind, wird auf den Klemmarm 53 eine Komponente der Spreizkraft aufgebracht, die in die Entriegelungsrichtung des Klemmarms wirkt. Falls das Stahlrohr 11 derart stark gebogen wird, daß die auf den Klemmarm 53 aufgegebene Kraft aufgrund der Expansion des Gehäuses und des Dekkels bedingt durch das gebogene Rohr die Klemmkraft übersteigt, d.h. den Druck des auf den hydraulischen Klemmzylinder 54 aufgebrachten Fluids, dann wird der Klemmarm 53 leicht in die Entriegelungsrichtung gedreht.
Dies hat zur Folge, daß der Kolben 54a des hydraulischen Klemmzylinders 54 nach hinten bewegt und der Deckel 41 leicht gegenüber dem Gehäuse 21 abgehoben wird. Da das elastisch nachgiebige Dichtglied 51 in der Aussparung 50 selbst expandiert, so daß es über die Flanschfläche des Außendeckels im unbelasteten Zustand vorsteht, wird eine wirksame Dichtung zwischen dem Deckel 41 und dem Gehäuse 21 noch aufrechterhalten, welche um eine kurze Distanz gegeneinander voneinander wegbewegt worden sind, wodurch eine Leckage von Kühlwasser aus dem Inneren des zylinderförmigen Aufbaus 12 verhindert wird. Obgleich beim Zurückziehen des Kolbens 54a der Druck im hydraulijochen Klemmzylinder 54 zunimmt, wird durch den Druckschalter 61 kein Alarmsignal erzeugt, weil ein derartiger erhöhter Druck im hydraulischen Klemmzylinder 54 geringer ist als der eingestellte Wert im Druckschalter 61. Im Falle einer nicht als abnormal einzuschätzenden zeitweiligen Anderung des Zustands eines Stahlrohrs während des Abkühlens, beispielsweise einer Biegung eines Stahlrohrs innerhalb des oben angegebenen Bereichs, welche mit der lokalen Entwicklung einer wird die normale Kühlung fortgesetzt. Weder der Druckschalter 61 erzeugt ein Alarmsignal noch erfolgt eine Leckage von Kühlwasser aus dem zylinderförmigen Aufbau 12. Falls das Stahlrohr 11 weiter gebogen wird, um den Deckel 41 gegenüber dem Gehäuse 21 derart wegzubewegen, daß das elastisch nachgiebige Dichtglied 51 mit Abstand zur Anlagefläche des Gehäuseflansches gelangt, dann wird der Klemmarm 53 weitergedreht, um den Kolben 54a weiter zurückzubewegen, so daß der Druck im hydraulischen Klemmzylinder 54 zunimmt. Wenn der Druck im hydraulischen Klemmzylinder 54 über den vorbestimmten Wert im Druckschalter 61 steigt, erzeugt der Druckschalter 61 ein Alarmsignal, durch welches das Mehrwegeventil 58 betätigt wird und die Strömungsbahnverbindung derart ändert, daß der hydraulische Klemmzylinder 54 seinen Kolben 54a zurückzieht, wodurch der Klemmarm 53 gelöst wird. Der Klemmarm 53 wird auf diese Weise automatisch entriegelt, um die Klemmeinrichtung zu schützen, wenn das Stahlrohr 11 bei der Kühlung übermäßig gebogen und der Klemmarm 54 einer übermäßigen Belastung ausgesetzt wird. Da das Stahlrohr 11 nach dem Lösen des Klemmarms nicht normal gekühlt werden kann, kann die Vorrichtung vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, daß eine Einspritzung von Kühlwasser in den zylinderförmigen Aufbau durch die Düsen in Reaktion auf das oben angegebene Alarmsignal unterbrochen wird.
Ein Härteversuch für ein Stahlrohr wurde unter Verwendung einer Härtevorrichtung mit dem oben angegebenen Aufbau ausgeführt.
Die bei diesem Versuch verwendeten Stahlrohre hatten einen Außendurchmesser von 177,8 mm, eine Wanddicke von x auftritt 30 mm (und dem entsprechenden Innendurchmesser von 117,8 mm), sowie eine Länge von 12.000 mm. Die Stahlrohre sind aus einem AISI 4.130-Stahl hergestellt, wobei die Ergebnisse einer Prüfanalyse 0,29% C, 0,23% Si, 0,51% Mn, 0,98t Cr sowie 0,20% Mo zeigten. Die Außen-und die Innendüse hatten Innendurchmesser von jeweils 476 mm und 117,8 mm.
Unmittelbar nach der gleichmäßigen Erwärmung eines Teststahlrohrs auf eine Temperatur von 920°C wurde dieses in den zylinderförmigen Aufbau gegeben. über die Außendüse wurde Kühlwasser mit einer Volumengeschwindigkeit (flow rate) von 6.600 m3/h und einer durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit von 12,0 m/s eingespritzt, wohingegen über die Innendüse Kühlwasser bei einer Volumengeschwindigkeit. von 100 m3/h und mit einer durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit von 2,5 m/s eingespritzt wurde. Das Stahlrohr wurde 25 Sekunden lang unter diesen Bedingungen abgekühlt und danach im Kühlwasser im Behälter über weitere 15 Sekunden gehalten und dann schließlich aus dem Behälter durch die Mitnehmer herausgehoben.
Bei den auf diese Weise gehärteten Stahlrohren wurde dann die Härte bestimmt, wobei die in Tabelle 1 aufgeführten Ergebnisse erzielt wurden.
Tabelle 1 Härte (HRC) Dickenrichtung Längsrichtung Vorderes Ende* Zwischenabschnitt Hinteres Endf Außenfläche 50,5 49,8 51,8 Mitte Wand 50,1 50,4 50,7 Innenfläche 51,6 50,0 50,6 300 mm innerhalb des äußersten Endes Das Diagramm für die kontinuierliche Abkühlumwandlung des Versuchsstahls zeigt, daß der Stahl eine Härte HRC von 43,3 bei 90% Martensitverhältnis besitzt. Die Werte aus Tabelle 1 zeigen, daß die Härte der gehärteten Versuchsrohre einen völlig zufriedenstellenden Wert besitzt.
Trotz der Länge und der Dicke weisen die gehärteten Stahlrohre sowohl in Längs- wie auch in Radialrichtung im wesentlichen gleichmäßige Härteeigenschaften auf. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren werden also die Stahlrohre gleichmäßig und schnell über ihre gesamte Länge und Dicke abgekühlt, wodurch eine verbesserte Härtung erzielt wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Stahlhärtung ist in den Fig. 17 bis 19 dargestellt. Eine sich horizontal und in Längsrichtung des Kühlbehälters 10 erstreckende Welle 85 ist über Lager 86, welche an der vorderen und hinteren Stirnwand des Kühlbehälters 10 befestigt sind, drehbar gelagert. Die Welle 85 ist mit einer Anzahl von Rotoren 87 in bestimmten Intervallen versehen. Ein Rotor 87 ist in der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 19 gezeigt. Danach weist der Rotor 87 drei Montagesitze 88 auf, die in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind.
Auf jedem Montagesitz 88 ist ein im wesentlichen halbzylinderförmiges Gehäuse 21 montiert, welches sich parallel zur Welle 85 erstreckt und die untere Hälfte eines zylinderförmigen Aufbaus 12 zur Aufnahme eines Stahlrohrs bildet. Insbesondere ist am Montagesitz 88 ein sich radial erstreckender Block 89 befestigt. Ein Paar sich in Längsrichtung erstreckende Stifte 92 sind in jeder Seite des Blocks 89 eingebettet. Andererseits weist das Gehäuse 21 ein Paar sich radial erstreckender Flansche 91 für jeden Block 89 auf. In jedem Flansch 91 ist ein Paar von Schlitzen 90 ausgebildet. Der Montageblock 89 ist zwischen einem Paar der Flansche 91 angeordnet, wobei die Stifte 92 lose in den Schlitzen 90 sitzen. Das Gehäuse 21 ist auf diese Weise auf den Montagesitzen 88 in Radialrichtung gegenüber der Welle 85 begrenzt bewegbar angeordnet, wohingegen eine Längsbewegung des Gehäuses 21 unterbunden ist. Des weiteren weist jeder Montagesitz 88 ein Paar von Hohlbuchsen 93 auf, die sich vom Rotor 87 nach außen erstrecken und ein oberes offenes Ende aufweisen. Das Gehäuse 21 weist an seiner Rückseite ein Paar von Bolzen 94 auf, welche in den Buchsen 93 auf den Montagesitzen 88 aufgenommen sind. Eine Feder 95 in Form einer sogenannten Belleville-Feder ist in der Buchse 93 zwischen dem Sitz 88 und dem Bolzen 94 angeordnet. Wenn bei diesem Aufbau das Stahlrohr in das Gehäuse 21 fällt, wirken die nachgiebigen Elemente 95 als Dämpfer und absorbieren den durch das Stahlrohr 11 auf das Gehäuse 21 ausgeübten Stoß. Der Rotor 87 weist weiter eine Anzahl von Rollen 96 auf, die in gleichmäßigen Abständen über dem Umfang angeordnet sind. Am Behälter 10 ist eine Führungsschiene 97 derart befestigt, daß sie den Rotor 87 umgibt. Das Verhältnis zwischen dem Rotor 87 und der Führungsschiene 97 ist derart, daß sich die Rollen 96 auf dem Rotor 87 in Rollkontakt mit der Führungsschiene 97 befinden. Wie aus Fig. 17 hervorgeht, weist die Führungsschiene 97 die Form eines Halbkreises auf, dessen Mittelpunkt auf der zentralen Achse des Rotors 87 angeordnet ist. Die Schiene 97 erstreckt sich über einen Bogen von 1800 und verläuft von einer Position unten links am Rotor 87 zu einer Position zur oberen Rechten des Rotors 87 gemäß der Darstellung in Fig. 17. Demzufolge wird der Rotor 87 längs der Führungsschiene 97 gedreht, welche als Lager dient, wobei der Bogen der Führungsschiene 97 die Ubergabe eines Stahlrohrs in und aus dem Gehäuse nicht behindert.
Im Gehäuse 21 sind in vorbestimmten Intervallen Stützen 35 angeordnet, welche das Stahlrohr 11-im Gehäuse 21 im wesentlichen horizontal halten.
Am Endabschnitt der Welle 85, welcher sich aus dem Kühlbehälter 10 erstreckt, ist ein Zahnrad 99a befestigt, welches mit einem Zahnrad 99b an der Ausgangswelle einer Reduzier-Getriebeeinheit 100 kämmt, welche ihrerseits mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor 101 verbunden ist. Der Motor 101 wird intermittlerend angetrieben, um die Welle 85 in einer durch Pfeil gekennzeichneten Richtung mittels des Getriebes derart zu drehen, daß die am Umfang des Rotors 87 angeordneten Gehäuse 21 aufeinanderfolgend gerade oberhalb der Welle 85 positioniert werden.
Oberhalb des Kühlbehälters 10 ist ein Schlitten 102 auf einem nicht dargestellten Rahmen in Querrichtung frei bewegbar angeordnet, d.h. in der durch einen Pfeil in Fig. 17 dargestellten Richtung. Am Schlitten 102 ist eine Führungsstange 103 aufgehängt, auf welcher ein bewegbarer Block 105 längs der Führungsstange verschiebbar angeordnet ist. Der Block 105 ist auch mit einem Kolben eines Hydraulikzylinders 104 verbunden, welcher am Schlitten 102 befestigt ist. An der unteren Fläche des bewegbaren Blocks 105 ist ein im wesentlichen halbzylinderförmiger Deckel 41 befestigt, dessen konkave Seite nach unten weist. Der Deckel 41 bildet mit einem der Gehäuse 21 einen zylinderförmigen Aufbau 12 zur Aufnahme eines Stahlrohrs. Der zylinderförmige Aufbau entsteht nach Betätigung des Hydraulikzylinders 104 , um den Deckel 41 nach unten in Eingriff mit einem der Gehäuse 21 zu bewegen, welches gerade oberhalb der Welle 85 positioniert worden ist.
An der vorderen Stirnwand des Kühlbehälters 10 ist eine Außendüse 74a vorgesehen, wodurch der Innenraum des zylinderförmigen Aufbaus 12 mit einem in Längsrichtung fließenden Kühlwasserstrom beaufschlagt wird. Innerhalb der Außendüse 74a ist eine Innendüse 74b angeordnet, welche die Innenseite des Stahlrohrs 11 im zylinderförmigen Aufbau 12 mit einem in Längsrichtung fließenden Kühlwasserstrom versorgt.
Oberhalb einer Seite der Wand des Kühlbehälters 10 sind eine Anzahl von Ladeschienen 69 angeordnet, welche gegen den Kühlbehälter 10 schräg nach unten verlaufen, so daß ein darauf aufliegendes Stahlrohr herunterrollen und auf das nach oben weisende Gehäuse 21 fallen kann. Am Boden des Kühlbehälters 10 sind an der den Ladeschienen 69 mit Hinsicht auf die Welle 85 gegenüberliegenden Seite eine Anzahl von Entladeschienen 70 angeordnet. Die Entladeschienen 70 nehmen das Stahlrohr 11 auf, welches aus dem Gehäuse 21 geworfen wird, wenn das Gehäuse mit der Welle 87 gedreht wird. Eine Kette 72 zum Herausfördern des Stahlrohrs 11 aus dem Kühlbehälter 10 erstreckt sich zwischen einer Position unterhalb der Entladeschienen 70 und einer Position oberhalb des Kühlbehälters 10. Die Kette ist mit einer Anzahl von Mitnehmern 73 in vorgegebenen Intervallabständen ausgerüstet, welche das Stahlrohr vom unteren Ende der Schienen 70 aufnehmen und zu einer Stelle oberhalb des Kühlbehälters 10 befördern.
Bei Verwendung einer Härtevorrichtung mit dem oben angegebenen Aufbau, kann ein Stahlrohr in der nachfolgenden Weise abgekühlt werden. Zunächst wird der Motor 101 zur Drehung der Welle 85 und damit des Rotors 87 angetrieben, um eines der Gehäuse 21 genau oberhalb der Welle 85 zu positionieren, so daß das Gehäuse nach oben weist. Ein heißes Stahlrohr 11 rollt längs der Ladeschienen 69 und fällt in das nach oben weisende Gehäuse 21. Das heiße Stahlrohr 11 wird auf diese Weise im wesentlichen horizontal auf den Stützen 35 im Gehäuse 21 gelegt. Wenn das Stahlrohr 11 auf die Stützen 35 fällt, werden die nachliebigen Elemente 95, welche zwischen dem Gehäuse 21 und den Montagesitzen 88 angeordnet sind, zusammengedrückt, so daß sich das Gehäuse 21 nach unten bewegen kann, wodurch der durch das Auftreffen des Stahlrohrs 11 gegen die Stützen bewirkte Stoß gedämpft wird. Danach wird der Hydraulikzylinder 104 betätigt und bewegt den Block 105 mit dem Deckel 41 abwärts, wodurch der Deckel 41 auf dem Gehäuse 21 in Eingriffsstellung plaziert wird. Nachdem das Stahlrohr 11 im Gehäuse 21 aufgenommen ist und der zylinderförmige Aufbau durch Zusammenschluß des Gehäuses 21 und des Deckels 41 erzeugt ist, wird durch die Außen- und Innendüse 74a und 74b Kühlwasser eingespritzt, um in Längsrichtung außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs 11 fließende Kühlwasserströme zu erzeugen, wodurch das Stahlrohr 11 abgekühlt wird. Falls der Kühlbehälter 10 mit Kühlwasser bis zu einer Höhe oberhalb des Rotors gefüllt ist, wird das Stahlrohr 11 vorher mit diesem Kühlwasser im Kühlbehälter 10 gekühlt, wenn es auf das Gehäuse 21 fällt. Diese vorhergehende Kühlung wird lediglich bei einer geringen Kühlgeschwindigkeit über eine kurze Zeit bewirkt. Eine wesentliche Härtung des Stahlrohrs 11 wird durch Einspritzung von Kühlwasser durch die Außen- und Innendüse 74a und 74b bewerkstelligt.
Nachdem das im zylinderförmigen Aufbau 12 aufgenommene Stahlrohr 11 über eine vorgegebene Zeitspanne abgekühlt worden ist, beispielsweise mehrere zehn Sekunden, wird der Deckel 41 zur Öffnung des zylinderförmigen Aufbaus 12 abgehoben und wird der Rotor 87 um einen Winkel von 120° im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 17 gedreht. Da das Gehäuse 21, welches das gehärtete Stahlrohr 11 aufnimmt, mit der Drehung des Rotors 87 gekippt wird, fällt das gehärtete Stahlrohr 11 aus dem Gehäuse 21 auf die Entladeschienen 70. Wenn der Rotor 87 um einen Winkel von 1200 gedreht worden ist, wird das nachfolgende Gehäuse 21 gerade oberhalb der Welle 85 positioniert, so daß dieses ein nachfolgendes Stahlrohr aufnehmen kann, welches gehärtet werden soll.
In der Praxis fällt ein abgekühltes bzw. gehärtetes Stahlrohr aus einem Gehäuse 21 unmittelbar bevor ein nachfolgendes heißes Stahlrohr in das nächste Gehäuse 21 fällt.
Die Härtevorrichtung nach Maßgabe der Erfindung kann in kontinuierlicher und schneller Weise eine Anzahl von Stahlrohren auf diese Art abkühlen bzw. härten.
Wenn eine Änderung des Innendurchmessers des zylinderförmigen Aufbaus 12 erforderlich ist, so daß eine Übereinstimmung mit dem Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs erzielt wird, kann ein Satz des Gehäuses 21 und des Deckels 41 ausgetauscht werden oder kann ein geeigneter Adapter mit einem halbkreisförmigen Querschnittauf dem Gehäuse 21 und dem Deckel 41 befestigt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Rotor mit vier Montagesitzen anstelle von drei Montagesitzen 88 im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgerüstet ist, welche in gleichen Intervallabständen längs des Umfangs angeordnet sind. Unter diesen vier ist ein Paar von diametral gegenüberliegenden Montagesitzen mit Gehäusen für Stahlrohre mit einem größeren oder dazwischenliegenden Durchmesser ausgerüstet, wohingegen das andere Paar von Montagesitzen mit Gehäusen für Stahlrohre mit kleinem Durchmesser versehen sind. Auf diese Weise brauchen das Gehäuse und der Deckel nicht jedesmal gewechselt zu werden, wenn der Durchmesser der zu härtenden Stahlrohre geändert wird. Dadurch wird die Betriebsgeschwindigkeit vergrößert, da die Härtevorrichtung für den Austausch des Gehäuses-und des Deckels nicht mehr abgestoppt werden muß.
Obgleich die oben beschriebene Einspritzeinrichtung eine Außen- und eine Innendüse 74a und 74b aufweist, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer derartigen Einspritzeinrichtung beschränkt. Im Falle von dünnwandigen Stahlrohren ist der Doppel-Düsenaufbau nicht zwingend erforderlich. Eine Einspritzeinrichtung mit einer einzelnen Düse, bei der der Innendurchmesser des offenen Kn(19 im wesenllfchen bleich dem zylinderlörmi.gc.n Aufbau 12 ist, Kann für die Einspritzung des Kühlwassers in den zylinderförmigen Aufbau verwendet werden, um an der Außenseite und der Innenseite des Stahlrohrs in Längsrichtung fließende Kühlwasserströme zu erzeugen, weil eine dünne Wand nicht eine Strömung mit einer wesentlichen Turbulenz erzeugt bzw. hervorruft. Schließlich kann der zylinderförmige Aufbau 12 entweder unterhalb oder oberhalb des Kühlwasserpegels im Kühlwasserbehälter 10 angeordnet sein. Vorzugsweise ist der zylinderförmige Aufbau 12 im Kühlwasser eingetaucht, weil das Kühlwasser als ein Dämpfmittel wirkt, wenn ein Stahlrohr auf das Gehäuse 21 fällt. Da die Fallgeschwindigkeit des Stahlrohrs durch das Kühlwasser reduziert wird, wird auch der Stoß auf den zylinderförmigen Aufbau 12 durch das Stahlrohr 11 verringert, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Stahlrohrs minimiert wird. Zusätzlich tritt das Kühlwasser sofort in das Innere des Stahlrohrs ein, wodurch das Entstehen von Fehlstellen, wie etwa ungehärteten Stellen, verhindert wird.
Wie aus den vorhergehenden Ausführungen hervorgeht, wird das Stahlrohr mit in Längsrichtung außenseitig und innenseitig des Stahlrohrs strömenden KUhlwat,sertitrdmcll abc3C-kühlt, da die erfindungsgemäße Härtevorrichtung das Einspritzen von Kühlwasser durch an einem Ende eines zylinderförmigen Aufbaus angeordnete Spritzeinrichtungen in ein heißes Stahlrohr erlaubt, welches im zylinderförmigen Aufbau in Längsrichtung angeordnet ist. Das Kühlwasser, welches Wärme vom Stahlrohr aufgenommen hat, strömt sofort und schnell am Stahlrohr vorbei und frisches Kühlwasser gelangt in Kontakt mit dem Stahlrohr, so daß eine konstante Abkühlung erzielt wird. Da das zu härtende Stahlrohr durch Stützen gehalten wird, so daß das Rohr mit dem zylinderförmigen Aufbau ausgerichtet ist, Isertien in Längsrichtung außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs ringförmige und kreisförmige Strömungsbahnen mit im wesentlichen denselben Querschnittsflächen gebildet. Die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit der Kühlwasserströme in der Nähe der Außen- und Innenfläche des Stahlrohrs wird an sämtlichen Querschnitten über die gesamte Länge im wesentlichen gleichmäßig . Dies hat zur Folge, daß die Abkühlrate stabilisiert wird und das Stahlrohr gleichmäßig über seine gesamte Länge gehärtet wird. Die erfindungsgemäße Härtevorrichtung ist frei von den Nachteilen, welche bei den konventionellen ringartigen intauchhärtvorrichtungen auftreten, einschließlich frei von ungehärteten Stellen und Rissen sowie.Deformationen, wie etwa VerE)icEgungen. I)a die Stahlrohre mit parallelen Str\men von Kühlwasser abgekühlt werden, welche in Längsrichtung des Stahlrohrs strömen, können die Stützen für das Stahlrohr eine wesentliche Breite besitzen ohne den Härteeffekt zu beeinträchtigen, so daß die durch das Herunterfallen des Stahlrohrs auf die Stützeinrichtung erzeugte Stoßbeanspruchung reduziert und die Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Stahlrohrs minimiert wird. Da das Vorhandensein eines Doppel-Düsenaufbaus bestehend aus einer Außen- und Innendüse für das Einspritzen von Kühlwasser in und um das Stahlrohr eine unabhängeige Steuerung der Strömungsgeschwindigkeiten bzw. Volumengeschwindigkeiten des außenseitig und innenseitig des Stahlrohrs strömenden Kühlwassers oder der Abkühlgeschwindigkeiten an den Außen- und Innenflächen des Stahlrohrs erlaubt, kann die Abkühlgeschwindigkeit (cooling rate) geeignet gesteuert und insbesondere das Auftreten von Rissen verhindert werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Qualität der gehärteten Stahlrohre führt.
dei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung für Stahlrohre ist der zylinderförmige Aufbau durch eine Außenschale und einen Außendeckel gebildet und sind innerhalb der Außenschale und des Deckels eine Innenschale und ein Innendeckel abnehmbar montiert, so daß ein zylinderförmlqer Behälter zur Aufnahme eines zu härtenden Stahlrohrs gebildet wird. Falls mehrere Sätze von Innenschalen und Decke in mit unterschiedlichen Krümmungsradien oder Abmessungen an der Innenfläche bereitgestellt sind, kann daraus ein geeigneter Satz aus einer Innenschale und einem Deckel ausgewählt und innerhalb der Außenschale und des Außendeckels angeordnet werden, welcher derart bemessen ist, daß er dem Außendurchmesser eines bestimmten Stahlrohrs entspricht, so daß zwischen dem Behälter und dem Rohr eine Strömungsbahn mit einer geeigneten Querschnittsfläche gebildet und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Durchsatz pro Zeiteinheit an Kühlwasser, welches außenseitig des Stahlrohrs strömt, optimiert werden kann. Da die Förderung bzw. das Pumpen einer übermäßig großen Menge an Kühlwasser ausgeschlossen ist, kann die zum Fördern des Kühlwassers erforderliche Leistung und damit der Kostenfaktor reduziert werden, da eine entsprechende Energiceinsparung errecht wird.
Schließlich wird bei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung für Stahlrohre eine abnormale Biegung des Stahlrohrs im zylinderförmigen Aufbau während der Abkühlung bzw. die daraus resultierende übermäßige Belastung eines Klemmarms als eine Zunahme des Drucks eines Fluids in einem Hydraulikzylinder zur Betätigung des Klemmarms ermittelt. Der Klemmarm wird freigegeben, so daß das Gehäuse gegenüber dem Deckel auf der Basis des ermittelten Werts entriegelt wird. Dadurch ist es möglich, eine Bcschädigung der Klemmeinrichtung einschließlich der Klemmarme, Gelenke und Hydraulikzylinder zu verhindern. Da die Klemmeinrichtung keine großen Abmessungen erfordert, um übermäßig großen Belastungen standzuhalten, können die Abmessung und das Gewicht der gesamten Vorrichtung reduziert werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung ist eine Anzahl von Gehäusen, von denen jedes die untere Hälfte eines zylinderförmigen Aufbaus zur Aufnahme eines zu härtenden Stahlrohrs bildet, längs des Umfangs in gleichen Intervallabständen auf einem Rotor montiert, welcher um eine horizontale Achse drehbar ist, und ist ein Deckel, der mit einem der Gehäuse in der Eingriffsstellung den zylinderförmigen Aufbau bildet, oberhalb des Rotors vertikal bewegbar angeordnet.
Nach Abheben des Deckels von einem der Gehäuse, welches sich in einer Position befindet, bei dem die Innenseite nach oben weist, wird der Rotor um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Da das Gehäuse, welches ein gehärtetes Stahlrohr aufweist, mit Drehung des Rotors gekippt wird, fällt das Stahlrohr aus dem Gehäuse heraus. Gleichzeitig wird das nachfolgende Gehäuse in die Position geschwenkt, wo die Gehäuseinnenseite nach oben weist. Das Herausfallen eines gehärteten Stahlrohrs aus einem Gehäuse kann im wesentlichen zur gleichen Zeit durchgeführt werden, wie der Vorgang des Einführens eines nachfolgenden heißen Stahlrohrs in das nachfolgende Gehäuse. Dadurch wird die sogenannte Totzeit minimiert, wodurch wiederum die Betriebsgeschwindigkeit oder Produktionsgeschwindigkeit der Vorrichtung verbessert wird. Falls eine Vielfalt von Gehäusen, welche derart bemessen sind, daß sie mit Stahlrohren mit großem, mittleren und kleinen Durchmesser übereinstimmen, auf dem Rotor montiert sind, ist die Vorrichtung an Stahlrohren mit unterschiedlichen Durchmessern angepaßt, ohne daß ein Gehäuse gegen ein anderes Gehäuse ausgetauscht werden muß. Dadurch wird die Haltezeit-minimiert, wodurch wiederum die Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung verbessert wird.
Zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Härten eines Stahlrohrs durch Abkühlen des Stahlrohrs mit Kühlwasser, welche einen zylinderförmigen Aufbau mit einem Gehäuse und einem Deckel aufweist, bei dem das Gehäuse abnehmbar mit dem Deckel zusammenwirkt, so daß der zylinderförmige Aufbau wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann, und die mit einer Anzahl von Stützen versehen ist, welche innerhalb des zylinderförmigen Aufbaus zur Aufnahme eines zu härtenden Stahlrohrs derart angeordnet sind, daß das Stahlrohr mit dem zylinderförmigen Aufbau ausgerichtet ist, und welche weiter eine Düseneinrichtung besitzt, die an einem Ende des zylinderförmigen Aufbaus angeordnet ist und Kühlwasser in den zylinderförmigen Aufbau einspritzt, so daß das Kühlwasser sowohl außenseitig und'innenseitig des Stahlrohrs in dessen Längsrichtung strömt. Dadurch wird das Stahlrohr gleichmäßig über seine gesamte Länge abgekühlt und gehärtet.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren durch Abkühlen der Rohre mit einem flüssigen Kühlmittel, g e -k e n n z e i c h n e t durch einen langgestreckten zylinderförmigen Aufbau (12) mit einem Gehäuse (21) und einem Deckel (41), welcher dem Gehäuse zur Bildung eines zylindrischen Innenraums für die Aufnahme des Stahlrohrs (11) abnehmbar zugeordnet ist, so daß nach Abnahme des Deckels vom Gehäuse das Stahlrohr einlegbar und herausnehmbar ist, durch eine innerhalb des zylinderförmigen Aufbaus (12) angeordnete Stützeinrichtung, durch welche das Stahlrohr (11) mit seiner zentralen Achse parallel zur zentralen Achse des zylinderförmigen Aufbaus abgestützt ist, sowie durch eine angrenzend an einem Ende des zylinderförmigen Aufbaus angeordnete Einspritzeinrichtung (74a, 74b) zum Einspritzen des Kühlmittels in und um das Stahlrohr in seiner Längsrichtung im zylinderförmigen Aufbau.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1., g e k e n n z e i c h -ii e t durch einen mit einem flüssigen Kühlmittel gefüllten Kühlbehälter (10), in welchem der zylinderförmige Aufbau (12) im wesentlichen horizontal angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einspritzeinrichtung umfaßt eine auf ein Ende des zylinderförmigen Aufbaus zuweisende Außendüse (74a), welche einen Innendurchmesser aufweist, welcher im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des zylinderförmigen Aufbaus (12) ist, und eine innerhalb der Außendüse (74a) angeordnete Innendüse (74b), welche auf ein Ende des im zylinderförmigen Aufbau (12) aufgenommenen Stahlrohrs weist und einen Innendurchmesser besitzt, welcher im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Stahlrohrs (11) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Innendüse (74b) axial bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Außen- und Innendüse (74a, 74b) jeweils mit Zufuhrleitungen für das flüssige Kühlmittel verbunden sind, und daß in jeder der Leitungen einDurchflußsteuerventil angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gehäuse (21) einen halbkreisförmigen, sich vertikal nach oben öffnenden Querschnitt und der Deckel (41) einen halbkreisförmigen, sich vertikal nach unten öffnenden Querschnitt aufweisen.
7. Vorr-ichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gehäuse (21) übereine Anzahl von Armen (20) auf einer drehbaren, parallel zum zylinderförmigen Aufbau (12) angeordneten Welle (17) montiert ist, so daß das Stahlrohr (11) aus dem Gehäuse (21) fällt, wenn das Gehäuse durch eine Drehung der Welle (17) nach unten gedreht wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h ne t , daß am Boden des Kühlbehälters (10) eine Anzahl von Schienen (70) zur Aufnahme des aus dem Gehäuse fallenden Stahlrohrs angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Deckel (41) über eine Anzahl von Armen (40) auf einer anderen drehbaren, parallel zum zylinderförmigen Aufbau (12) angeordneten Welle (37) montiert ist, so daß bei einer Drehung der anderen Welle (37) derart, daß der Deckel (41) um die andere Welle vom Gehäuse (21) weg nach oben gedreht wird, das Gehäuse mit Aem Stahlrohr (11) beladbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine Einrichtung zum Verklemmen des Gehäu-;es (21) mit dem Deckel (41)'umfassend ein Paar von Flanschen (22a), welche sich radial von den offenen Rändern und in Längsrichtung des Gehäuses (21) erstrecken, ein Paar von Flanschen (42a), welche sich radial von den offenen Rändern und in Längsrichtung des Deckels (41) erstrecken, und wenigstens ein Paar von gelenkig an der Außenfläche des Deckels (41) gelagerten Klemmarmen (53), welche je an einem Ende eine Klaue aufweisen, welche mit dem Flansch des Gehäuses an der unteren Fläche zum Verklemmen des Gehäuses mit dem Deckel zusammenwirkt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Klemmarm (53) an der Mitte gelenkig an einem Bügel (52) angeordnet ist, welcher an der Außenfläche des Deckels (41) befestigt ist, und daß das andere Ende des Klemmarms (53) gelenkig mit einem Kolben (54a) eines an der Außenfläche des Deckels angeordneten Hydraulik zylinders (54) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die untere Fläche eines jeden Flanscher (22a) des Gehäuses (21) schräg nach oben gegen den Rand des Flansches verläuft, und daß die obere Fläche der Klaue des Klemmarms (53) entsprechend schrägverlaufend ausgebildet ist.
1 3. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein hydraulischer Schaltkreis für die Betätigung des Hydraulikzylinders (54) vorgesehen ist, welcher einen Detektor aufweist, welcher den Druck im Hydraulikzylinder ermittelt und ein Alarmsignal erzeugt, wenn der ermittelte Druck einen vorbestimmten Druck übersteigt, wodurch in Reaktion auf das Alarmsignal ein Rückhub des Hydraulikzylinders zur Freigabe des Klemmarms (53) ausgelöst wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gehäuse (21) und der Deckel (41) an den offenen Rändern Anlageflächen aufweisen, von denen eine mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Aussparung (50) versehen ist, und daß ein elastomeres Dichtglied (51) in der Aussparung derart aufgenommen ist, daß das Dichtglied teilweise aus der Aussparung gegen-die andere Anlagefläche vorsteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gehäuse (21) eine langgestreckte halbzylinderförmige Außenschale (22) und eine langgestreckte halbzylinderförmige Innenschale (23) aufweist, welche wegnehmbar innerhalb der Außenschale (22) angeordnet ist, daß die Stützeinrichtung innerhalb der Innenschale (23) ancacor(lrlet: ist, und daß der Deckel (41) einen langgestreckltsn h tb?y iinderförrnic1e Außendeckel (42) und einen lang gestreckten halbzylinderförmigen Innendeckel (43) aufweist, welcher wegnehmbar innerhalb des Außendeckels (42) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Innenschale (23) mit wenigstens einem sich radial erstreckenden Keil (27) und die Außenschale (22) mit wenigstens einem Halter (26) versehen ist , und daß die Innenschale in Längsrichtung gegenüber der Außenschale verschiebbar ist, so daß der Keil in und außer Eingriff mit dem Halter bringbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e ii n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zum Verschieben der Innenschale (23) gegenüber der Außenschale (22) vorgesehen ist, welche umfaßt eine am anderen Ende der Innenschale (23) befestigte Stirnplatte (28), einen an der Stirnplatte befestigten Stift (30), welcher sich senkrecht zur Längserstreckung der Innenschale (23) erstreckt, einen Schwinghebel (31), welcher mit dem Stift (30) in Eingriff steht und längs der Innenschale schwingbar ist1 rund einen Hydraulikzylinder (34) mit einem Kolben (34a), welcher gelenkig mit dem Schwinghebel (31) verbunden ist, so daß der Schwinghebel (31) schwingend bewegbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Schwinghebel (31) einen mit dem Stift (30) zusammenwirkenden Schlitz (31a) mit einer Breite größer als der Stiftdurchmesser aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zur Verriegelung des Außen- und Innendeckels (42, 43) vorgesehen ist, welche umfaßt einen sich vom oberen Abschnitt des Innendekkels vertikal nach oben erstreckenden Verriegelungsstift (44) mit einer am oberen Ende ausgebildeten Durchgangsöffnung (44a), eine im oberen Abschnitt des Außendeckels (42) ausgebildete Öffnung (45) zur Durchführung des Verriegelungsstifts (44) und einen am oberen Abschnitt des Außendeckels bewegbar angeordneten Keil (46), welcher in die Durchgangsöffnung (44a) des Verriegelungsstifts einsteckbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 2, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine sich längs des zylinderförmigen Aufbaus (12) erstreckende Drehwelle, einen Antrieb für eine intermittierende Drehung der Welle, wenigstens einen fest auf der Welle angeordneten Rotor (87), welcher sich radial und rings um die Welle erstreckt, wobei eine Anzahl von Gehäusen (21) auf dem Rotor derart angeordnet ist, daß sie sich parallel zur Welle erstrecken und sich radial nach außen öffnen, und wobei der Deckel oberhalb der Welle vertikal bewegbar angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Dämpfungseinrichtung in Form eines nachgiebigen Elements (95) zwischen dem Gehäuse (21) und dem Rotor (87) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Rotor in einer Richtung intermittierend drehbar ist, oerart,daß eines der Gehäuse (21) oberhalb der Welle positionierbar ist.