DE3435376A1 - Verfahren zur waermebehandlung von werkstuecken und fuer das verfahren eingerichtete waermebehandlungsanlage - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Wärme-
• behandlung von Werkstücken aus Stahl oder aus anderen Legierungen entsprechend unterschiedlichen, in Werkstückchargen gleichen Wärmebehandlungsprofilen in einer automatischen W ärmebehandlungs anlage, wobei die Werkstücke mit gleichem Wärmebehandlungsprofil zu Werkstückchargen zusammengefaßt und die Werkstückchargen in einem Wärmebehandlungsofen unterschiedlichen W ärm eb eh andlun gsb e din gungen unterworfen werden, welche W ärmebehandlun gsbedingun gen durch die Ofenatmosphäre, die Behandlungstemperatur sowie die Behandlungszeit bestimmt sind.
• -Automatische Wärmebehandlungsanlagen sind zumeist auf feste, wenn auch an bestimmte Betriebsbedingungen anpaßbare Taktzeiten in bezug auf die zeitliche Folge der Chargen eingerichtet. Das Wärmebehandlungsprofil bestimmt bekanntlich die Behandlungstiefe, z. B. die Einhärtetiefe, die das Werkstück bestimmungsgemäß benötigt. Der Ausdruck Wärmebehandlung umfaßt rein thermische Behandlungen und chemische Behandlungen mit Stoffaustausch sowie insbes. Aufkohlungsbehandlungen.
• Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Verfahren werden die Werkstückchargen in einem Durchstoßofen behandelt. Die unterschiedlichen W ärmebehandlungsbedin gungen werden durch Veränderung der Ofenatmosphäre und/oder der Behandlungstemperatur eingestellt, da die Durchstoßzeit durch die feste Taktzeit der aufeinanderfolgenden Chargen vorgegeben ist. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Einsatz eines Kammerofens als Wärmebehandlungsofen. - Im Rahmen der bekannten Verfahren, die mit einer Durchstoßanlage bzw. mit einem Kammerofen arbeiten, werden die Werkstücke über eine bestimmte Zeit gehalten, um ein vorgegebenes Wärmebehandlungsprofil zu erreichen. Will man in einer Anlage unterschiedliche Wärmebehandlungsprofile realisieren, so muß die Ofen atmosphäre entsprechend geregelt werden oder die Temperatur muß verändert werden. Diese Regelvorgänge bedürfen längerer Zeiträume, die Totzeiten darstellen. Das gilt insbes., wenn es sich um Aufkohlungsbehandlungen handelt. Die im Rahmen der bekannten Maßnahmen eingesetzten Wärmebehandlungsanlagen besitzen als Einrichtung zur Einstellung der Wärmebehandlungsbedingungen eben die angegebenen Regeleinrichtungen und Steuereinrichtungen zur Beeinflussung der Ofenatmosphäre bzw. der Behandlungstemperatur.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß zur Einstellung unterschiedlicher Wärmebehandlungsbedingungen für einzelne Chargen eine Veränderung der Ofenatmosphäre und/oder der Behandlungstemperatur nicht mehr erforderlich ist. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, eine für das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfache und funktionssichere Wärmebehandlungsanlage anzugeben.
• Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht, daß die Werkstückchargen in einem Drehherdofen behandelt werden, in dem die Ofenatmosphäre sowie die Behandlungstemperatur konstant gehalten werden, und daß die unterschiedlichen Wärmebehandlungsbedingungen durch unterschiedliche Fahrwege und damit Behandlungszeiten der Werkstückchargen im Drehherdofen erzeugt werden. Unterschiedliche Fahrwege lassen sich insbes. dann einfach einrichten, wenn die Werkstückchargen dem Drehherdofen über eine Einführungsschleuse zugeführt und aus dem Drehherdofen über zumindest eine Ausführungsschleuse entnommen werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch, Einführung und Ausführung der Chargen über eine einzige Schleuse vorzunehmen, wenn die Taktzeiten es erlauben. Um die unterschiedlichen Fahrwege einzurichten, können die Fahrwege mit einsinniger Drehrichtung oder mit reversierender Drehrichtung des Drehherdes erzeugt werden.
• - Ohne weiteres kann das erfindungsgemäße Verfahren so geführt werden, daß es für die verschiedensten Werkstückchargen eingesetzt werden kann und von Werkstückcharge zu Werkstückcharge automatisch die entsprechenden Fahrwege eingestellt werden. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Fahrwege mit Hilfe einer Computer-Steuervorrichtung nach Maßgabe von an den Werkstückchargen automatisch abfragbaren Chargendaten gesteuert werden.
• Die Erfindung lehrt mit anderen Worten, so zu verfahren, daß die Teile, die ein bestimmtes Wärmebehandlungsprofil und damit eine bestimmte Einhärtetiefe benötigen, zu einer Charge zusammengefaßt werden und in dieser Charge durch den Drehherdofen transportiert werden. Der Transport durch den Drehherdofen wird so geregelt, daß die Aufenthaltszeit zur Erreichung eines bestimmten Wärmebehandlungsprofils und damit zur Erreichung einer bestimmten Wärmebehandlungstiefe nicht überschritten wird. Das heißt, wenn sich Chargen, die ein unterschiedliches Wärmebehandlungsprofil erhalten sollen, in dem Drehherdofen befinden, so wird eine Werkstückcharge erst dann dem Drehherdofen entnommen, wenn die Zeit zur Einreichung des Wärmebehandlungsprofils gerade erreicht ist. Gleichzeitig wird beispielsweise über die Einführungsschleuse der Drehherdofen wieder beschickt. Beschickung und Entladung des Drehherdofens lassen sich so steuern, daß die Fahrwege des Drehtellers minimal bleiben. Das kann über Computer unschwer bewirkt werden.
• Der gesamte Werkstückfluß durch die Wärmebehandlungsanlage wird über einen Optimierungsrechner für den Drehherdofen gesteuert, und zwar nach Maßgabe der Stückzahl der zu behandelnden Werkstücke und nach Maßgabe des Wärmebehandlungsprofils bzw. der Wärmebehandlungstiefe.
• - Wird z. B. nach längerfristiger Vorschau des Materialflusses von einem übergeordneten Rechner, ermittelt, daß auch die Wärmebehandlungstemperatur und die Zusammensetzung der Ofen atmosphäre zur Energieoptimierung geändert werden müssen, so erfolgt dieses als eine betriebsmäßige Einstellung, während im übrigen von Einstellung zu Einstellung nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens gearbeitet wird.
• Die erreichten Vorteile sind in verfahrensmäßiger Hinsicht darin zu sehen, daß erfindungsgemäß nicht mehr die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre und/oder die Behandlungstemperatur geändert werden müssen, wodurch auch die eingangs beschriebenen, störenden Totzeiten beseitigt werden. Die Totzeiten reduzieren sich gleichsam auf die reinen Drehzeiten des Drehtellers im Drehherdofen. Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit einem Wärmebehandlungsofen und einer Einrichtung zur Einstellung der Wärmebehandlungsbedingungen arbeitet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsofen als Drehherdofen ausgeführt ist, dessen Ofenatmosphäre sowie Behandlungstemperatur betriebsmäßig unterschiedlich einrichtbar und im jeweils eingerichteten Zustand mit Hilfe von Steuer- und/oder Regeleinrichtungen konstant haltbar sind, und daß die Einrichtung zur Einstellung der Wärmebehandlungsbedingungen auf dem Drehherd arbeitet sowie aufgegebene Werkstückch argen unterschiedlichen Wärmebehandlungsprofils auf unterschiedliche Fahrwege steuert.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Aufkohlungsanlage, gilt aber entsprechend für andere Wärmebehandlungsanlagen.
• Zum grundsätzlichen Aufbau der Aufkohlungsanlage gehören zunächst ein Aufkohlungsofen 1 sowie eine Einrichtung 2 zur Einstellung der Aufkohlungsbedingungen. Der Aufkohlungsofen 1 ist als Drehherdaufkohr lungsofen ausgeführt. Die Anordnung ist so getroffen, daß über die in der Figur oben dargestellte Einrichtung 3 die Aufkohlungsatmosphäre sowie die Aufkohlungstemperatur betriebsmäßig unterschiedlich einrichtbar und im jeweils eingerichteten Zustand mit Hilfe von Steuer- und/oder Regeleinrichtungen konstant haltbar sind. Die Einrichtung 2 zur Einstellung der Aufkohlungsbedingungen ist in der Figur unten angedeutet worden und arbeitet auf dem Drehherd. Die Anordnung ist so getroffen, daß diese Einrichtung 2 aufgegebene Werkstückchargen unterschiedlichen Aufkohlungsprofils auf unterschiedliche Fahrwege steuert, wobei diese Einrichtung an den Werkstückchargen abfragbare Chargendaten, wie die strichpunktierte Linie andeutet, an den Chargen abfragt. Der Drehteller 4 kann sich hin- und herbewegen. - In der Figur wurde angedeutet, daß dem Drehherdaufkohlungsofen 1 ein Vorwärmeofen 5 und eine Aufheizkammer 6 zugeordnet sein können, wobei diese beiden Aggregate über eine Schleuse 7 miteinander verbunden sind und der Drehherdaufkohlungsofen 1 an die Aufheizkammer 6 über eine Einführschleuse 8 angeschlossen ist. Auf der anderen Seite befindet sich im Ausführungsbeispiel die Ausführschleuse 9. An die Ausführschleuse 9 ist eine Diffusionskammer 10 angeschlossen und über eine weitere Schleuse 11 kann z. B. ein Ölbad 12 angeschlossen sein.
• Es versteht sich, daß zusätzliche Einrichtungen vorgesehen werden können. Z.B. können an den Ofen 4 ein Manipulator 13 und eine Härtepresse 14 angeschlossen werden.
• - Leerseite -

Claims (5)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Werkstücken und für das Verfahren eingerichtete Wärmebehandlungs anlage Patentansprüche: 1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Werkstücken entsprechend unterschiedlichen, in Werkstückchargen gleichen Wärmebehandlungsprofilen in einer automatischen Wärmebehandlungsanlage, , wobei die Werkstücke mit gleichem Wärmebeh andlungsprofil zu Werkstückchargen zusammengefaßt und die Werkstückchargen in einem Wärmebehandlungsofen unterschiedlichen Wärmebehandlungsbedingungen unterworfen werden5 welche W ärmebehan dlungsbedingungen durch die Ofenatmosph äre, die Behandlungstemperatur sowie die Behandlungszeit bestimmt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Werkstückchargen in einem Drehherdofen behandelt werden, in dem die Ofenatmosphäre sowie die Behandlungstemperatur konstant gehalten werden, und daß die unterschiedlichen Wärmebehandlungsbedingungen durch unterschiedliche Fahrwege und damit unterschiedliche Behandlungszeiten der Werkstückchargen im Drehherdofen erzeugt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückchargen dem Drehherdofen über eine Einführungsschleuse zugeführt und aus dem Drehherdofen über zumindest eine Ausführungsschleuse entnommen werden.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwege mit einsinniger Drehrichtung oder mit reversierender Drehrichtung des Drehherdes erzeugt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwege mit Hilfe einer Computer-Steuervorrichtung nach Maßgabe von an den Werkstückchargen automatisch abfragbaren Chargendaten gesteuert werden.
5. 5. Wärmebehandlungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit Wärmebehandlungsofen und Einrichtung zur Einstellung der Wärmebehandlungsbedingungen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmebehandlungsofen (1) als Drehherdofen ausgeführt ist, dessen Ofenatmosphäre sowie Behandlungstemperatur betriebsmäßig unterschiedlich einrichtbar und im jeweils eingerichteten Zustand mit Hilfe von Steuer- und/oder Regeleinrichtungen konstant haltbar sind, und daß die Einrichtung (2) zur Einstellung der Wärmebehandlungsbedingungen auf den Drehherd arbeitet sowie aufgegebene Werkstückchargen unterschiedlichen Wärmebehandlungsprofils auf unterschiedliche Fahrwege steuert.