DE3639052A1

DE3639052A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von kleinteilen

Info

Publication number: DE3639052A1
Application number: DE19863639052
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Edler
Original assignee: Ipsen International GmbH
Current assignee: Ipsen International GmbH
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-05-19
Also published as: FR2606790B1; GB8725066D0; GB2197347B; FR2606790A1; ES2007744A6; GB2197347A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Kleinteilen, bei dem diese in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt und anschließend in ein Ölbad eingetaucht und dort abgeschreckt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens.

Für die Wärmebehandlung von metallischen Kleinteilen sind Wärme behandlungsöfen bekannt. In diesen erfolgt in einer Schutzgas atmosphäre eine Aufkohlung der Kleinteile. Eine Nachbehandlung der so behandelten Kleinteile erfolgt in einer nachgeordneten Ölabschreckkammer, die ein Ölbad aufweist, in das die aufge kohlten Kleinteile eingetaucht und damit abgeschreckt werden. Zu diesem Zweck können die Öfen entweder kontinuierlich betrieben werden mit offenem Abschreckschacht oder sie können aber auch chargenweise betrieben werden mit angebauter Ölabschreckkammer. Beiden gemeinsam ist der Betrieb in einer Schutzgasatmosphäre.

Bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Wärmebehand lung von metallischen Kleinteilen ist von Nachteil, daß die in der Ölabschreckkammer durch das Ölbad auftretenden Öldämpfe in die Wärmebehandlungskammer diffundieren. Insbesondere beim Ein tauchen der heißen Teile in das Ölbad entweichen große Mengen an Öldämpfen. Diese Öldämpfe verunreinigen die Schutzgasatmosphäre in der Wärmebehandlungskammer und verunreinigen darüber hinaus die zu wärmebehandelnden Kleinteile, indem sich die Ültröpfchen auf diesen absetzen, so daß insgesamt das Wärmebehandlungsergeb nis beeinträchtigt ist.

Zur Konditionierung bzw. Fernhaltung der Öldämpfe aus der Ofen kammer wurde bisher das Schutzgas in einer großen Menge durch die Kammern hindurchgepumpt, so daß die in der Ölabschreckkammer entstehenden Öldämpfe durch die Schutzgasströmung von der Wärme behandlungskammer ferngehalten werden und abgefackelt werden können. Da somit das Schutzgas als Spülgas verwendet wird, wird ständig eine Menge benötigt, die größer als zur eigentlichen Wärmebehandlung erforderlich ist, was somit mit großen Unkosten verbunden ist. Durch das Abfackeln muß darüber hinaus laufend neues Öl dem Ölbad zugeführt werden.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die ent stehenden Öldämpfe auf einfache und kostengünstige Weise ent fernt werden können.

Als technische Lösung wird mit der Erfindung verfahrensmäßig vorgeschlagen, daß die über dem Ölbad mit Öldampf angereicherte Schutzgasatmosphäre abgesaugt wird, daß anschließend das Öl aus der abgesaugten Atmosphäre abgeschieden und in das Ölbad zurück geführt wird und daß die nunmehr von dem Öldampf befreite Schutzgasatmosphäre ebenfalls für die Wärmebehandlung zurück geführt wird.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß die Schutzgasatmosphäre und das Öl in separaten Kreisläufen umgewälzt wird, wobei einerseits gereinigtes Schutzgas der Schutzgasatmosphäre der Wärmebehand lungskammer zurückgeführt und andererseits das abgeschiedene Öl ebenfalls wieder dem Ölbad zugeführt wird. Damit entsteht ein strömungsmäßiger Kreislauf des Schutzgases, der verhindert, daß die über dem Ölbad aufsteigenden Öldämpfe in die Wärmebehandlungskammer gelangen, da diese sofort abgesaugt wer den. Darüber hinaus wird durch die Rückführung des Schutzgases nur ein geringer Schutzgasverbrauch benötigt. Gleichermaßen wird durch die Ölrückführung der Ölverbrauch vermindert. Eine schnel le Konditionierung des Schutzgases ist somit insgesamt gewähr leistet.

Vorzugsweise wird ab dem Zeitpunkt abgesaugt, bevor die Klein teile in das Ölbad eingetaucht werden, da insbesondere beim Ein tauchen der heißen Kleinteile in das Ölbad erhebliche Öldampf mengen entstehen und die Schutzgasatmosphäre verunreinigen.

Schließlich wird verfahrensmäßig vorgeschlagen, daß die zurück geführte Schutzgasatmosphäre in ihrer Zusammensetzung überwacht und gegebenenfalls korrigiert wird. Dadurch kann auf einfache Weise eine kontinuierliche Überwachung der Schutzgasatmosphäre in der Wärmebehandlungskammer vorgenommen werden, ohne daß es weiterer Abführ- und Zuführleitungen bedarf.

Ausgehend von einer Vorrichtung mit einer eine Schutzgasat mosphäre aufweisenden Wärmebehandlungskammer sowie mit einer da hinter angeordneten Ölabschreckkammer mit einem Ölbad, wobei zwischen der Wärmebehandlungskammer und der Ölabschreckkammer gegebenenfalls eine Tür angeordnet ist, wird zur Durchführung des Verfahrens eine Absaugeinrichtung an der Ölabschreckkammer für die über dem Ölbad mit Öldampf angereicherte Schutzgasat mosphäre, eine Abscheideeinrichtung für das in der abgesaugten Atmosphäre enthaltene Öl sowie Rückführleitungen von der Ab scheideeinrichtung sowohl zur Wärmebehandlungskammer für die von dem Öldampf befreite Schutzgasatmosphäre als auch zur Ölab schreckkammer für das abgeschiedene Öl vorgeschlagen.

Vorzugsweise ist die Absaugeinrichtung ein Gebläse, das in einer Weiterbildung in der Rückführleitung zur Wärmebehandlungskammer angeordnet sein kann. Mit einem derartigen Gebläse ist es auf technisch einfache Weise möglich, die in der Ölabschreckkammer mit Öldampf angereicherte Schutzgasatmosphäre abzusaugen. Durch die Anordnung des Gebläses in der Rückführleitung zur Wärmebe handlungskammer wird eine Verölung vermieden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abscheideeinrich tung mit einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchflossene Kühlschlangen auf, an denen die abgesaugte Atmosphäre vorbeige führt wird. Eine derartige Abscheideeinrichtung mit Kühlschlan gen ist technisch sehr einfach realisierbar und ist darüber hinaus sehr zuverlässig in der Arbeitsweise.

Vorzugsweise ist im Fall des Vorhandenseins einer Tür zwischen der Wärmebehandlungskammer und der Ölabschreckkammer deren Öff nung mit der Betätigung der Absaugeinrichtung gekoppelt. In diesem Fall wird der Vorteil zunutze gemacht, daß bei geschlos sener Tür keine Öldämpfe aus der Ölabschreckkammer in die Wärme behandlungskammer diffundieren können, so daß die Verunreini gungsgefahr nicht besteht und somit auch kein Absaugvorgang mit einer entsprechenden Reinigung notwendig ist. Erst beim Öffnen der Tür besteht die Gefahr, daß Öldämpfe aus der Ölabschreck kammer in die Wärmebehandlungskammer dringen können. Diese Ge fahr ist besonders dann groß, wenn unmittelbar danach die Klein teile in das Ölbad eingetaucht werden, so daß aufgrund ihrer Er wärmung sehr große Mengen an Öldämpfen entstehen, die dann sehr leicht in die Wärmebehandlungskammer gelangen können. Durch die Kopplung der Betätigung der Absaugeinrichtung mit der Betätigung der Tür wird jedoch sofort dafür Sorge getragen, daß die auf steigenden Öldämpfe abgesaugt werden.

Um den Ansaugvorgang in der Strömungsführung zu verbessern, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß im Ansaugbereich der Ölabschreckkammer diese mit einem Trichter versehen ist.

Schließlich wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß in der Rückführleitung bzw. in der Wärmebehandlungskammer eine Überwachungs- und Korrektureinrichtung für die Zusammensetzung der Schutzgasatmosphäre vorgesehen ist. Auf diese Weise ist ohne großen zusätzlichen Aufwand eine Überwachung und eventuelle Korrektur der Schutzgaszusammensetzung möglich, ohne daß dafür zusätzliche Abzweigvorrichtungen notwendig sind. Da durch den Absaugvorgang sich das Schutzgas in einem ständigen Kreislauf befindet, ist damit auch eine ständige Überwachung und Korrektur der Zusammensetzung möglich, so daß die Wärmebehandlung der me tallischen Kleinteile über lange Zeit sehr gleichmäßig erfolgen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung mit Wärmebehand lungskammer und Ölabschreckkammer zur Wärmebehandlung von me tallischen Kleinteilen dargestellt ist.

In der Zeichnung ist eine Wärmebehandlungskammer 1 zu erkennen, die (in der Zeichnung links) eine Tür 2 aufweist, durch die hindurch metallische Kleinteile der Wärmebehandlungskammer 1 zu geführt werden, um sie darin einer Wärmebehandlung zu unter ziehen. Diese Wärmebehandlung erfolgt dabei in einer Schutzgas atmosphäre, wobei im oberen Bereich der Wärmebehandlungskammer eine Zuführung 3 für das Schutzgas zu erkennen ist. Die Strö mungsrichtung des Schutzgases durch die Wärmebehandlungskammer 1 ist durch die Pfeile symbolisiert.

Der Wärmebehandlungskammer 1 schließt sich (in der Zeichnung rechts) eine Ölabschreckkammer 4 mit einem Ölbad 5 an. Diese Öl abschreckkammer 4 ist mittels einer Tür 6 von der Wärmebehand lungskammer 1 getrennt. Eine weitere Tür 7 ist zur Entnahme der Kleinteile aus der Ölabschreckkammer 4 vorgesehen. In diesem Öl bad 5 der Ölabschreckkammer 4 werden die aufgekohlten metal lischen Kleinteile einer Nachbehandlung in Form einer Ab schreckung unterzogen.

An der Oberseite der Ölabschreckkammer 4 weist diese eine Ab fackeleinrichtung 8 auf.

Die Ölabschreckkammer 4 ist weiterhin mit einer Absaugeinrich tung und Ölabscheideeinrichtung versehen. Diese soll die über dem Ölbad 5 mit Öldampf angereicherte und verschmutzte Schutz gasatmosphäre absaugen und das in der abgesaugten Atmosphäre enthaltene Öl abscheiden. Zu diesem Zweck ist ein Gebläse 9 vor gesehen, das die mit dem Öldampf angereicherte Schutzgas atmosphäre in der Ölabschreckkammer 4 über eine Leitung 10 an saugt und einer Abscheideeinrichtung 11 zuführt. Diese kann bei spielsweise mit einem Kühlmittel (beispielsweise Wasser) durch flossene Kühlschlangen aufweisen, an denen die abgesaugte Atmo sphäre vorbeigeführt wird und an denen sich das Öl in der Ölat mosphäre niederschlägt. Dieses niedergeschlagene Öl wird mittels einer Rückführleitung 12 dem Ölbad 5 in der Ölabschreckkammer 4 zurückgeführt. Um die Anströmeigenschaften der mit dem Öldampf angereicherten Schutzgasatmosphäre oberhalb des Ölbades 5 in die Leitung 10 zu verbessern, weist diese im Übergangsbereich zur Ölabschreckkammer 4 einen Trichter 13 auf.

Da in der Abscheideeinrichtung 11 die verunreinigte angesaugte Schutzgasatmosphäre von dem Öldampf befreit wird und somit wieder im reinen Zustand ist, wird sie über eine Rückführleitung 14 wieder der Wärmebehandlungskammer 1 zurückgeführt. In dieser Rückführleitung 14 ist auch das Gebläse 9 geschaltet.

Die Betätigung des Gebläses 9 kann mit der Betätigung der Tür 6 zwischen der Wärmebehandlungskammer 1 und der Ölabschreckkammer 4 gekoppelt sein, d.h. wenn die Tür 6 geöffnet wird, wenn eine Charge aufgekohlter Kleinteile aus der Wärmebehandlungskammer 1 in die Ölabschreckkammer 4 befördert werden soll, wird auch das Gebläse 9 in Gang gesetzt.

Weiterhin kann in der Rückführleitung 14 zwischen der Abscheide einrichtung 11 und der Wärmebehandlungskammer 1 eine Über wachungs- und Korrektureinrichtung für die Zusammensetzung des gereinigten Schutzgases vorgesehen sein. Vorzugsweise wird die Kontrolle und Korrektur der Atmosphäre von der Ofenregelung übernommen.

Durch die beschriebene Vorrichtung wird ein Kreislauf für die Schutzgasatmosphäre geschaffen, der durch die Wärmebehandlungs kammer 1, die Ölabschreckkammer 4, die Leitung 10, die Abschei deeinrichtung 11, die Rückführleitung 12 sowie das Gebläse 9 ge bildet wird. Dadurch wird verhindert, daß über das Ölbad 5 auf steigende Öldämpfe in die Wärmebehandlungskammer 1 gelangen können, so daß deren Schutzgasatmosphäre sowie die darin befind lichen Kleinteile verunreinigt werden. Durch den Absaugkreislauf werden die entstehenden Öldämpfe sofort abgezogen.

Bezugszeichenliste 1 Wärmebehandlungskammer
2 Tür
3 Zuführung
4 Ölabschreckkammer
5 Ölbad
6 Tür
7 Tür
8 Abfackeleinrichtung
9 Gebläse
10 Leitung
11 Abscheideeinrichtung
12 Rückführleitung
13 Trichter
14 Rückführleitung

Claims

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Kleinteilen, bei dem diese in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt und anschließend in ein Ölbad eingetaucht und dort abgeschreckt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die über dem Ölbad mit Öldampf angereicherte Schutzgasat mosphäre abgesaugt wird,
daß anschließend das Öl aus der abgesaugten Atmosphäre abge schieden und in das Ölbad zurückgeführt wird und
daß die nunmehr von dem Öldampf befreite Schutzgasatmosphäre ebenfalls für die Wärmebehandlung zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ab dem Zeitpunkt abgesaugt wird, bevor die Kleinteile in das Ölbad eingetaucht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückgeführte Schutzgasatmosphäre in ihrer Zusammen setzung überwacht und gegebenenfalls korrigiert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die Korrektur in Kombination mit der Ofenregelung vorgenommen wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer eine Schutzgasatmosphäre aufwei senden Wärmebehandlungskammer (1) sowie mit einer dahinter angeordneten Ölabschreckkammer (4) mit einem Ölbad (5), wobei zwischen der Wärmebehandlungskammer (1) und der Ölabschreck kammer (4) gegebenenfalls eine Tür (6) angeordnet ist, gekennzeichnet durch
eine Absaugeinrichtung an der Ölabschreckkammer (4) für die über dem Ölbad (5) mit Öldampf angereicherte Schutzgasat mosphäre,
durch eine Abscheideeinrichtung (11) für das in der abgesaug ten Atmosphäre enthaltene Öl
sowie durch Rückführleitungen (12, 14) von der Abscheideein richtung (11) sowohl zur Wärmebehandlungskammer (1) für die von dem Öldampf befreite Schutzgasatmosphäre als auch zur Öl abschreckkammer (4) für das abgeschiedene Öl.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung ein Gebläse (9) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (9) in der Rückführleitung (14) zur Wärmebehandlungs kammer (1) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abscheideeinrichtung (11) mit einem Kühl mittel, beispielsweise Wasser, durchflossene Kühlschlangen aufweist, an denen die abgesaugte Atmosphäre vorbeigeführt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß im Fall des Vorhandenseins einer Tür (6) zwischen der Wärmebehandlungskammer (1) und der Ölabschreck kammer (4) deren Öffnung mit der Betätigung der Absaugein richtung (9) gekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß im Ansaugbereich der Ölabschreckkammer (4) diese mit einem Trichter (13) versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß in der Rückführleitung (14) zu der Wärme behandlungskammer (1) eine Überwachungs- und Korrekturein richtung für die Zusammensetzung der Schutzgasatmosphäre vorgesehen ist.