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Verfahren und worrichtung zum Härten von Umdrehungskörpn?n. In dem
Patent 35zq.4a ist ein Verfahren zum Härten von Umdrehungskörpern, insbesondere
von Laufringen für Kugel- und Rollenlager, beschrieben, das irn wesentlichen darin
besteht, daß der Körper vor dem Eintauchen in die Härteflüssigkeit in Umdrehung
versetzt und dann derart in die Härteflüssigkeit eingebracht wird, daß er sich unter
fortgesetzter Umdrehung in der Härteflüssigkeit in einer Richtung bewegt, die mit
der Drehachse des Körpers einen Winkel bildet.
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Zweck der Erfindung ist, eine gleichförrnige und wirksame Kühlung
sämtlicher Teile des Körpers zu erreichen, so da$ Formänderungen oder Verziehungen
möglichst vermieden werden.
Die in dem Hauptpatent angegebene besondere
Vorrichtung, um die Körper in Umdrehung zu versetzen, besteht aus einer geneigten
Bahn, auf welcher die Körper rollen, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit bei dem
Eintauchen eines Körpers in die Härteflüssigkeit teils von der Länge der genannten
Bahn, teils von den radialen Abmessungen der Körper abhängt. Da diese Geschwindigkeit
verhältnismäßig groß sein soll, muß auch die Länge der geneigten Bahn, besonders
aber bei größeren Abmessungen der zu härtenden Körper groß gewählt werden. Dies
ist aber unzweckmäßig wegen des in Anspruch genommenen großen Raumes, vor allem
aber deshalb, weil die Zeit, in welcher die Körper sich im Rollen befinden, ehe
sie die Härteflüssigkeit erreichen, verhältnismäßig lang wird, so daß eine Abkühlung
der Körper unter die Härtungstemperatur erfolgen kann.
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Zwecks Erreichung eines gleichförmigen Härtens ist es ferner notwendig,
daß die Umdrehung der Körper genügend lange nach der Einführung der Körper -in die
Härteflüssigkeit aufrecht erhalten wird, was zur Folge hat, daß sowohl die Abmessungen
des in der Härteflüssigkeit befindlichen Teiles der geneigten Bahn als die Abmessungen
des eigentlichen Härtegefäßes groß ausfallen.
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Die Erfindung bezweckt, innerhalb eines kleinen Raumes und in kurzer
Zeit den Körpern eine große Umdrehungsgeschwindigkeit zu erteilen, ehe sie in die
Härteflüssigkeit eingebracht werden, und ferner nach der Einführung der Körper in
die Härteflüssigkeit die Umdrehung während einer genügenden Zeit und innerhalb eines
begrenzten Raumes aufrechtzuerhalten.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der Körper vor der
Einführung in die Härteflüssigkeit mit einem in schnelle Bewegung versetzten Mittel,
zweckmäßig einer rotierenden Scheibe, in Berührung gebracht wird, so daß der Körper
zufolge der Reibung gegen diese Mittel in eine schnelle Drehung versetzt wird, wonach
er außer Berührung mit dem bewegenden Mittel gebracht und derart in die Härteflüssigkeit
eingeführt wird, daß er sich unter fortgesetzter Unidrehung in der Härteflüssigkeit
in einer Richtung bewegt, welche mit der Drehachse des Körpers einen Winkel bildet.
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Die Erfindung betrifft ferner eine in dein Härtebad angeordnete Rinne
o. dgl., deren Boden derart angeordnet und von solcher Gestalt ist, daß der schnell
umlaufende Körper, wenn er mit demselben in Berührung kommt, in eine gleichzeitig
rollende und gleitende Bewegung versetzt wird, wobei das Gleiten in einer Richtung
erfolgt, die der Richtung entgegengesetzt ist, in welcher die rollende Bewegung
stattfindet. Hierdurch wird erreicht, daß die Zeit, während welcher der Körper sich
unter Unidrehung im Härtebade befindet, lang wird, ohne daß für diesen Zweck (lie
Ausdehnung der Rinne in der LängSrichtung und damit die Abmessungen des Härtegefäßes
groß gewählt werden müssen.
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Auf der Zeichnung .sind einige Ausführungsbeispiele, zur Ausübung
des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung, mittels welcher der
Körper in Umdrehung versetzt wird.
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Abb. a ist eine Draufsicht dieser Vorrichtung.
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Abb. 3 ist eine teilweise Endansicht derselben Vorrichtung.
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Abb. 4. ist eine teilweise Endansicht einer ähnlichen Vorrichtung,
die eine etwas abgeänderte Führung der Körper aufweist.
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Abb. 5 ist eine teilweise Draufsicht dieser Vorrichtung.
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Abb, G ist ein senkrechter Schnitt des Härtegefäßes mit einer Führungsrinne
für die Körper.
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Abb. 7 ist eine ähnliche Ansicht, die eine etwas abgeänderte Ausführung
der Führungsrinne zeigt.
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Die in Abb. i bis 3 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus einer oberlialb der Oberfläche der Härteflüssigkeit angeordneten, kreisförmigen,
ebenen Scheibe i, die durch eine senkrechte Welle :2 getragen ist. Diese Welle ist
am Härtegefäß 3 drehbar gelagert und wird mittels einer geeigneten, nicht dargestellten
Antriebsvorrichtung in Umdrehung versetzt. Die Scheibe i ist zum größten Teil von
einer Schutzkappe .4 umgeben, auf deren oberer Seite die Führungen 5 befestigt sind,
in welchen die Schenkel einer U-förmig gebogenen Stange o. dgl. verschiebbar angeordnet
sind. An den Enden der genannten Schenkel ist ein Rahmen 7 zur Führung des zu härtenden
Ringes 8, und zwar im vorliegenden Fall des äußeren Laufringes eines Radialkugellagers,
befestigt. DieKappe ¢ ist durch Streben g gestützt, die am Härtegefäß 3 befestigt
sind, und ist oben mit einer Aussparung io versehen, so daß der Ring 8 mit der rotierenden
Scheibe i in Berührung kommen kann.
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Wenn die Vorrichtung verwendet werden soll, wird der Führungsrahmen
7 an oder in der Nähe der Drehachse der Scheibe i eingestellt. Der Ring 8 wird dann
im Rahmen in Berührung mit der Scheibe i gebracht, wonach das Ganze radial nach
außen gegen den Umfang der Scheibe mit Hilfe des Bügels G verschoben wird. Der Ring
8 wird dann zufolge der Reibung gegen die Scheibe i in Drehung versetzt, und zwar
mit einer -Geschwindigkeit,
die um so größer wird, j e nachdem sich
der Ring dem Umfang der Scheibe nähert, wonach der hing über den Rand der Scheibe
i geschoben wird und unter freier Umdrehung in das Härtebad herabfällt.
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Die obere Fläche der Scheibe i braucht natürlich nicht notwendig eben
sein, sondern kann auch z. B. kegelförmig sein. Hierbei kann ihre Drehachse zweckmäßig
schräg angeordnet werden, so daß die Erzeugende der kegelförmigen Fläche, nach welcher
sich der Ring 8 bewegt, eine wagerechte Lage erhält.
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Beim Härten langgestreckter, rohrförmiger Umdrehungskörper, wie z.
B. breiter Kugel-oder Rollenlagerlaufringen mit kleinem Durchinesser, kann es auch
vorteilhaft sein, wenn die Scheibe i eben ist, ihre Drehachse schräg oder, wenn
die Scheibe i kegelförmig ist, ihre Drehachse senkrecht zu stellen, so daß der Umdrehungskörper,
wenn er außer Berührung mit der Scheibe i gebracht wird, sich in dem Härtebade in
einer Stellung bewegt, in welcher seine geometrische Achse zur Oberfläche des Härtebades
einen Winkel bildet. Hierdurch wird der Zutritt der Härteflüssigkeit zu den inneren
Teilen des rohrförmigen Körpers erleichtert.
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Zwecks Herabsetzung der Reibung zwischen dem Ringe 8 und der Führungsvorrichtung
kann letztere zweckmäßig bewegliche Führungsmittel, wie z. B. Rollen o. dgl. haben.
Eine solche Ausführung ist in Abb.4 und 5 dargestellt.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Ring 8 durch drei Paar kegelförmiger
Rollen 11, 12, 13 geführt, von welchen die Rollenpaare i i und 12 in einem Rahmen
1,4 drehbar gelagert sind. Letzterer ist von Führungsschienen 15 getragen, die an
der Schutzkappe 4 befestigt sind, und kann längs dieser Schienen in einer Richtung
bewegt werden, die zu einem Radius der Scheibe i parallel ist. Das Rollenpaar 13
ist in einem besonderen Rahmen 16 drehbar gelagert, der am Rahmen 1¢ gegen die Wirkung
einer Feder 17 verschoben werden kann, so daß der Ring 8 zwischen den Rollenpaaren
angebracht und durch diese mit der Scheibe i in Berührung gehalten werden kann.
Die Rollen jedes Paares sind kegelförmig und richten ihre kleineren Endflächen gegeneinander.
wodurch der Ring 8 sowohl in radialer als auch in achsialer Richtung geführt wird:
Die Rollen können natürlich auch zylinderförmig sein; in diesem Falle aber sind
ein oder mehrere zusätzliche Rollenpaare zur Führung des Ringes 8 in achsialer Richtung
erforderlich. Die Rollenpaare i 1, 12 und 13 sollen derart im Verhältnis zur Scheibe
i angeordnet sein, daß die geometrische Achse des Ringes 8 die Drehachse der Scheibe
i schnddet, oder mit anderen Worten, derart, daß die Bewegung des Mittelpunktes
des Ringes 8 bei der Verschiebung der Rahmen 1d., 16 und des Ringes 8 immer in der
Richtung eines Radius der Scheibe i stattfindet, weil im anderen Falle Kräfte auftreten,
die das Bestreben haben, die durch die Scheibe i bedingte Umdrehung des Ringes 8
zu verhindern. Die @-erschiebung des Rahmengestelles 14., 16 mit den Führungsrollen
i i, i2, 13 und dem Ringe 8 längs der Führungsschienen 15 wird mittels eines als
Handgriff dienenden Bügels 18 bewirkt, der am Rahmen 14 befestigt ist. Am einen
Schenkel des Bügels 18 ist ein Arm i9 drehbar befestigt, dessen freies Ende mit
Hilfe eines biegsamen Verbindungsmittels, zweckmäßig eines dünnen Stahldrahtes 2o,
mit dem verschiebbaren Rahmen 16 verbunden ist, so daß bei der Einstellung des Rahmens
i9 in die mit gestrichelten Linien dargestellte Lage, der Rahmen 16 mit den Rotlen
13 in der Richtung von den Rollen i 1, 12 verschoben wird.
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Um die Verwendung der Vorrichtung für verschiedene Ringgrößen zu ermöglichen,
können die Lager der Rollen i i und 12 mit dem Rahmen 1.4 verstellbar verbunden
sein, so daß für jede Ringgröße die Ringe immer die vorher angegebene Lage im Verhältnis
zu der rotierenden Scheibe i einnehmen können.
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Nachdem die Ringe 8 in der oben angegebenen Weise in eine schnelle
Umdrehung versetzt und in das Härtebad frei herabgefallen sind, können sie zweckmäßig
durch eine Rinne 21 (Abb. 6) aufgefangen werden, deren Boden eine derartige Neigung
und eine der-; artige Form hat, daß der Ring 8 unter gleichzeitigem Gleiten längs
dieses Bodens aufwärts rollt. An dem oberen Ende der Rinne ist zweckmäßig ein Korb
22 o. dgl. angeordnet, mittels welchem die gehärteten Ringe aufgesanimelt und aus
dem Härtebade entfernt werden. Die Rinne 21 kann zweckmäßig in dem Härtegefäß 3
einstellbar angeordnet sein, z. B. um eine Welle 23, die an einem Ende der Rinne
angeordnet ist, drehbar sein. Mittels einer Schraubenspindel 24, die an dem anderen
Ende der Rinne angeordnet ist, kann die Neigung der Rinne den verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkeiten
der Ringe derart angepaßt werden, daß diese Geschwindigkeit bei nahe Null ist, wenn
die Ringe über den Rand der Rinne in den Korb 22 hinabrollen.
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i Die Neigung der Rinne darf jedoch nicht so groß gewählt werden,
daß die fortschreitende Bewegung des Ringes 8 an einer Stelle der Rinne etwa gleich
Null wird, weil zur Erreichung einer wirksamen Härtung der Ring immer mit neuen,
nicht erwärmten Teilen der Härteflüssigkeit in Berührung gebracht werden soll.
In
Abb. 7 ist eine etwas abgeänderte Ausführungsform der Rinne dargestellt. Letztere
ist hier mit einer Verlängerung 25 versehen, auf welcher der Ring 8s, nachdem er
die Rinne 21 verlassen hat. in einer Richtung rollt, die der Bewegungsrichtung auf
der Rinne 21 entgegengesetzt ist. Hierdurch wird der Weg des Ringes durch das Härtebad
verlängert. Der Sammelkorb 22 ist an dem unteren freien Ende der Verlängerungsrinne
25 angeordnet.