DE3844272A1 - Glueh- und abschreckverfahren und anlage zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Glüh- und Abschreckverfahren für Werkstoffe oder Teile aus Werkstoffen, insbesondere für Metalle oder Teile aus Metallen oder für Keramik oder Teile aus Keramik (Charge), die in einer Vakuumglüh­ anlage oder Schutzgasglühanlage (Glühanlage oder Glühofen) geglüht und anschließend in einer Abschreckanlage abge­ schreckt werden, wobei die Charge durch eine Förderan­ lage, insbesondere eine Seilförderanlage, bewegt wird.

Die Vakuumverfahrenstechnik und die Schutzgasverfahrens­ technik kennt mehrere Verfahren zum Glühen und Abschrecken von Werkstoffen und Teilen. Bei diesen Verfahren und bei den Anlagen zur Durchführung der Verfahren des Standes der Technik wird im allgemeinen bemängelt, daß die Zeit vom Fertigglühen bis zum Kühlbad zu lange ist. Bei Anlagen des Standes der Technik, die mit einer Fallstrecke für die Charge arbeiten, wird es als nachteilig angesehen, daß die Fallstrecke zu lang ist.

Der vorliegenden Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde:

Die Nachteile des Standes der Technik sollen vermieden werden, insbesondere sollen die Zeitspanne zwischen Fer­ tigglühen und Abschrecken beziehungsweise die Fallstrecke verkürzt werden.

Bisher ließ man die Charge in das Abschreckmedium fallen. Es gehört zu einer der Aufgaben der Erfindung außer der Methode des Fallenlassens der Charge ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem auf das Fallen der Charge verzichtet werden kann, wodurch Beschädigungen von dünn­ wandigen und filigranen Teilen beim Abschrecken vermieden werden.

Durch die Erfindung sollen Voraussetzungen dafür geschaf­ fen werden, daß der Saugeffekt, der beim Öffnen der unter Vakuum stehenden Schleusenkammer entsteht, zum schonenden Abschrecken insbesondere dünnwandiger und filigraner Teile in vorteilhafter Weise ausgenutzt wird.

Die gestellten Aufgaben werden dadurch gelöst, daß durch die Förderanlage die Charge in die Heizzone der Glühanlage abgelassen wird, dort aufgeheizt wird, daß die Charge mittels Förderanlage durch ein erstes Schleusenventil in eine Schleusenkammer gelangt und dort positioniert wird, daß das Greiforgan der Förderanlage die Charge freigibt und durch das erste Schleusenventil aus der Schleusenkammer zurückgezogen wird, daß die Kammer der Glühanlage durch das erste Schleusenventil gegenüber der Schleusenkammer geschlossen wird, daß ein zweites, zwischen Schleusenkammer und Abschreckbehälter angeord­ netes, Schleusenventil geöffnet wird, daß Abschreckmedium aus dem Abschreckbehälter in die Schleusenkammer aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Schleusenkammer und dem Abschreckbehälter gesaugt wird und die in der Schleusenkammer positionierte Charge abschreckt.

Alternativ kann vorgesehen werden, daß eine in der Schleu­ senkammer vorgesehene Haltevorrichtung die Charge frei­ gibt, die unter der Wirkung der Schwerkraft in das Abschreckmedium im Abschreckbehälter gefördert wird.

Eine Kombination der beschriebenen beiden Verfahren führt in vorteilhafter Weise zu einem zweistufigen Abschreckver­ fahren.

Diese Kombination besteht darin, daß Abschreckmedium aus dem Abschreckbehälter in die Schleusenkammer aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Schleusenkammer und dem Abschreckbehälter gesaugt wird und die in der Schleusen­ kammer positionierte Charge in einem ersten Abschreckvor­ gang abschreckt, daß die für die Positionierung der Charge in der Schleusenkammer vorgesehene Haltevorrichtung die Charge freigibt, die unter der Wirkung der Schwerkraft in das Abschreckmedium im Abschreckbehälter gefördert und dort in einem zweiten Abschreckvorgang abgeschreckt wird.

Zur Durchführung der beschriebenen Verfahren wird vorge­ schlagen, daß die Schleusenkammer vertikal oder annähernd vertikal angeordnet oder mit einer Achse, die eine verti­ kale Richtungskomponente hat, versehen ist und so ausge­ bildet ist, daß die Charge unter der Wirkung der Schwer­ kraft in den Abschreckbehälter gefördert wird.

Insbesondere kann vorgesehen werden, daß die Schleusenkam­ mer zumindest teilweise als Fallrohr ausgebildet ist.

Um einen Saugeffekt zwischen Schleusenkammer und Abschreckbehälter zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß das vor dem Abschreckvorgang in der Schleusenkammer im Vergleich zum Abschreckbehälter niedrigere Druckniveau ausgenutzt wird.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Schleusenkammer eine Haltevorrichtung zur Positionierung, insbesondere zur Zwischenablage der Charge, vorgesehen.

Es wird vorgeschlagen, daß die Haltevorrichtung aus einem oder mehreren beweglichen Tragarmen besteht, die in die Schleusenkammer hinein bewegt werden können.

Zur Freigabe der in der Schleusenkammer positionierten Charge ist die als Seilwinde ausgebildete Förderanlage mit einem als halbautomatische Zange ausgebildeten Greif­ organ versehen.

Zur Dämpfung des Aufpralls der in den Abschreckbehälter fallenden Charge wird vorgeschlagen, daß der Boden des Abschreckbehälters mit einem Auffangelement, insbesondere einer Auffangplatte, die vorzugsweise auf Dämpfungsele­ menten gelagert ist, versehen ist.

Durch die Erfindung werden die gestellten Aufgaben gelöst. Mit den beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren und den Anlagen zur Durchführung dieser Verfahren wird eine extrem kurze Zeit vom Fertigglühen bis zum Abschrecken erreicht. Die Fallhöhe für die Charge wird im Vergleich zum Stand der Technik reduziert, und zwar durch kostengünstige, konstruktive Maßnahmen.

Wie dargestellt, wird durch die Erfindung ein zweistufiges Abschrecken möglich: Abschrecken durch angesaugtes Abschreckmedium und anschließendes Fallen der Charge in das Abschreckmedium.

Hinzu tritt der Vorteil, daß auf das Fallen der Charge in das Abschreckmedium völlig verzichtet werden kann. Auf diese Weise können dünnwandige und filigrane Teile abgeschreckt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese Teile beschädigt werden.

Gegenüber dem Stand der Technik wird durch den Gegenstand der Erfindung der Aufwand für das Steuern und Regeln der Anlage reduziert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels für die Anlage zu entnehmen. Dieses Ausführungsbeispiel wird anhand einer Figur erläutert.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zur Durchführung eines Glüh- und Abschreckverfahrens.

Mit 1 ist die Vakuumkammer für einen Glühofen bezeichnet. Sie beherbergt eine Heizung, die eine Widerstands- oder eine Induktionsheizung sein kann. Die Heizung trägt die Bezugsziffer 2. Oberhalb der Kammer für den Glühofen ist eine Förderanlage dargestellt, die in ihrer Gesamtheit mit 3 bezeichnet ist. Es handelt sich um ein Gehäuse 4, das eine Seilwinde umfaßt. Die Seilwinde besteht im wesentlichen aus dem Seil 5 und der Seilrolle 6. Das Gehäuse der Förderanlage ist durch eine Flansch­ verbindung 7 mit der Kammer des Glühofens verbunden. Am unteren Ende des Seils 5 befindet sich eine halbauto­ matische Greifzange 8. Die Zange umfaßt das obere Ende einer Charge. Die Charge ist mit 9 bezeichnet.

Die Charge gelangt zunächst in den Glühofen, der in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist. Unterhalb der Kammer 1 für den Glühofen befindet sich ein erstes Schleusen­ ventil 11, das die Kammer des Glühofens gegenüber der Schleusenkammer 12 absperren beziehungsweise öffnen kann.

Die Charge wird mit der Seilwinde 3 und der halbautoma­ tischen Greifzange 8 durch das erste Schleusenventil 11 abgelassen und auf bewegliche Tragarme 15 innerhalb der evakuierten Schleusenkammer 12 abgestellt. Die Greif­ zange wird anschließend hochgezogen und das erste Schleu­ senventil 11 wird geschlossen.

Die Schleusenkammer ist als Fallrohr ausgebildet. Mit 13 ist die Charge in ihrer unteren Position innerhalb des Fallrohres bezeichnet. Sie stützt sich auf einer Haltevorrichtung 14 ab, die als Zwischenablage für die Charge dient. Die Haltevorrichtung weist einen oder mehrere Tragarme auf, die gleichzeitig die Unterlage für die Charge bilden. Werden die Tragarme, von denen einer in der Figur mit 15 bezeichnet ist, zurückgezogen, so fällt die Charge 13 durch das vorher geöffnete zweite Schleusenventil 16 in den unter Atmosphärendruck stehenden Abschreckbehälter 17, der mit Abschreckmedium 18 gefüllt ist. Durch das Öffnen des zweiten Schleusenven­ tils 16 wird die Druckdifferenz zwischen Schleusenkammer und Abschreckbehälter abgebaut. Der dadurch entstehende Saugeffekt wird, wie weiter unten noch beschrieben werden wird, ausgenutzt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Abschreckme­ dium Wasser oder Öl sein. Es kann sich aber auch um ein anderes Abschreckmedium handeln.

Der Abschreckbehälter befindet sich innerhalb des Behäl­ ters 19. Mit 20 ist eine Auffangplatte bezeichnet, die durch die Dämpfungselemente 21, 22 nachgiebig gelagert ist. Das Aufschlagen von Chargen oder Chargenteilen wird durch die Auffangplatte abgedämpft.

Es folgt eine Beschreibung der angewendeten Verfahren:

Die Charge 9, hierbei kann es sich um einen Werkstoff oder Teile handeln, wird durch die Förderanlage, bezie­ hungsweise Seilwinde 3 in den Glühofen 10 abgesenkt und dort anschließend fertiggeglüht. Nach Beendigung des Glühvorgangs wird das erste Schleusenventil 11 geöffnet. Das zweite Schleusenventil 16 ist geschlossen. In der Kammer 1 des Glühofens und in der Schleusenkammer herrscht Vakuum.

Durch die Seilwinde 3 wird die Charge weiter abgelassen. Sie gelangt durch das erste Schleusenventil in die Schleu­ senkammer, beziehungsweise Fallrohr 12.

Im Fallrohr wird die Charge auf den Tragarmen 15 zwischen­ gelagert.

Die Seilwinde 3 ist, wie dargestellt, mit einer halbauto­ matischen Zange 8 versehen. Die Charge wird in Position 13 durch die Zange 8 freigegeben. Die Zange wird durch das erste Schleusenventil zurückgezogen. Das erste Schleu­ senventil 11 wird geschlossen, das zweite Schleusenventil 16 geöffnet. Zwischen der Schleusenkammer 12 und dem Abschreckbehälter 17 tritt ein Druckausgleich ein.

Es können nunmehr drei Verfahren angewendet werden.

Nach dem ersten Verfahren werden die Tragarme 15 zurückge­ zogen, so daß die Unterlage für die Charge entfällt. Die Charge fällt durch das zweite Schleusenventil in das Abschreckmedium 18 im Abschreckbehälter 17.

Bei dem zweiten Verfahren gelangt die Charge, wie beschrieben, in die Position 13 innerhalb der Schleusen­ kammer. Das erste Schleusenventil wird geschlossen, das zweite Schleusenventil wird geöffnet. Vor dem Öffnen des zweiten Schleusenventils befindet sich die Schleusen­ kammer, wie oben beschrieben, im evakuierten Zustand. Im Abschreckbehälter 17 herrscht hingegen, wie darge­ stellt, atmosphärischer Druck. Durch den Druckausgleich wird nunmehr Abschreckmedium durch das zweite Schleusenventil in die Schleusenkammer gesaugt. Das Abschreckmedium kommt in Berührung mit der Charge. Die Charge wird abgeschreckt. Dieses zweite Verfahren eignet sich hervorragend für das Abschrecken dünnwandiger Teile. Auf das Fallenlassen der Charge kann verzichtet werden.

Das dritte Verfahren besteht aus einer Kombination des ersten und des zweiten Verfahrens. Das dritte Verfahren besteht in der Ausnutzung des Saugeffekts als erstem Verfahrensschritt. Der zweite Verfahrensschritt ist das Zurückziehen der Tragarme und das Fallenlassen der Charge in das Abschreckmedium.

In vorteilhafter Weise kann also mit dem dritten Verfahren ein zweistufiges Abschreckverfahren durchgeführt werden.

Liste der Einzelteile

 1 Kammer
 2 Heizung
 3 Förderanlage, Seilwinde
 4 Gehäuse
 5 Seil
 6 Seilrolle
 7 Flanschverbindung
 8 Zange
 9 Charge
10 Glühofen, Glühanlage
11 erstes Schleusenventil
12 Schleusenkammer, Fallrohr
13 Charge, Position
14 Haltevorrichtung
15 Tragarm
16 zweites Schleusenventil
17 Abschreckbehälter
18 Abschreckmedium
19 Behälter
20 Auffangplatte
21 Dämpfungselement
22 Dämpfungselement

Claims (10)

1. Glüh- und Abschreckverfahren für Werkstoffe oder Teile aus Werkstoffen, insbesondere für Metalle oder Teile aus Metallen oder für Keramik oder Teile aus Keramik (Charge), die in einer Vakuumglühanlage oder Schutzgas­ glühanlage (Glühanlage) geglüht und anschließend in einer Abschreckanlage abgeschreckt werden, wobei die Charge durch eine Förderanlage, insbesondere eine Seilförderan­ lage, bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Förderanlage (3) die Charge (9) in die Heizzone der Glühanlage (10) abgelassen wird, dort aufgeheizt wird, daß die Charge mittels Förderanlage durch ein erstes Schleusenventil (11) in eine Schleusenkammer (12) gelangt und dort positioniert wird, daß das Greiforgan (8) der Förderanlage die Charge freigibt und durch das erste Schleusenventil aus der Schleusenkammer zurückgezogen wird, daß die Kammer (1) der Glühanlage durch das erste Schleusenventil (11) gegenüber der Schleusenkammer (12) geschlossen wird, daß ein zweites, zwischen Schleusenkam­ mer und Abschreckbehälter (17) angeordnetes, Schleusenventil (16) geöffnet wird, daß Abschreckmedium (18) aus dem Abschreckbehälter in die Schleusenkammer (12) aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Schleusenkammer und dem Abschreckbehälter gesaugt wird und die in der Schleusen­ kammer positionierte Charge (13) abschreckt.

2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Förderanlage (3) die Charge (9) in die Heizzone der Glühanlage (10) abgelassen wird, dort aufgeheizt wird, daß die Charge mittels Förderanlage durch ein erstes Schleusenventil (11) in eine Schleusen­ kammer (12) gelangt und dort durch eine Haltevorrichtung (14) positioniert wird, daß das Greiforgan (8) der Förder­ anlage die Charge freigibt und durch das erste Schleusen­ ventil (11) aus der Schleusenkammer zurückgezogen wird, daß die Kammer (1) der Glühanlage durch das erste Schleu­ senventil gegenüber der Schleusenkammer (12) geschlossen wird, daß ein zweites, zwischen Schleusenkammer und Abschreckbehälter (17) angeordnetes, Schleusenventil (16) geöffnet wird, daß die Haltevorrichtung (14) die Charge (13) freigibt, die unter der Wirkung der Schwer­ kraft in das Abschreckmedium (18) im Abschreckbehälter gefördert wird.

3. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Förderanlage (3) die Charge (9) in die Heizzone der Glühanlage (10) abge­ lassen wird, dort aufgeheizt wird, daß die Charge mittels Förderanlage durch ein erstes Schleusenventil (11) in eine Schleusenkammer (12) gelangt und dort positioniert wird, daß das Greiforgan (8) der Förderanlage die Charge freigibt und durch das erste Schleusenventil (11) aus der Schleusenkammer (12) zurück­ gezogen wird, daß die Kammer (1) der Glühanlage durch das erste Schleusenventil (11) gegenüber der Schleusen­ kammer (12) geschlossen wird, daß ein zweites, zwischen Schleusenkammer und Abschreckbehälter angeordnetes, Schleusenventil (16) geöffnet wird, daß Abschreckmedium (18) aus dem Abschreckbehälter (17) in die Schleusenkammer (12) aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Schleusen­ kammer und dem Abschreckbehälter gesaugt wird und die in der Schleusenkammer positionierte Charge in einem ersten Abschreckvorgang abschreckt, daß die für die Posi­ tionierung der Charge in der Schleusenkammer vorgesehene Haltevorrichtung (14) die Charge (13) freigibt, die unter der Wirkung der Schwerkraft in das Abschreckmedium (18) im Abschreckbehälter (17) gefördert und dort in einem zweiten Abschreckvorgang abgeschreckt wird.

4. Anlage zur Durchführung der Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleusenkammer (12) vertikal oder annähernd vertikal angeordnet oder mit einer Achse, die eine vertikale Richtungskomponente hat, versehen ist und so ausgebildet ist, daß die Charge (13) unter der Wirkung der Schwerkraft in den Abschreckbehälter (17) gefördert wird.

5. Anlage nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (12) zumindest teilweise als Fallrohr ausgebildet ist.

6. Anlage nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (12) vor dem Abschreckvorgang ein Druckniveau, insbeson­ dere Vakuum, aufweist, das unterhalb des Druckniveaus des Abschreckbehälters (17) liegt.

7. Anlage nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schleusen­ kammer (12) eine Haltevorrichtung (14) zur Positionierung, insbesondere zur Zwischenablage der Charge (13), vorgese­ hen ist.

8. Anlage nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrich­ tung (14) aus einem oder mehreren beweglichen Tragarmen (15) besteht, die in die Schleusenkammer hinein bewegt werden können.

9. Anlage nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Seilwinde (3) ausgebildete Förderanlage mit einem als halbautoma­ tische Zange (8) ausgebildeten Greiforgan versehen ist.

10. Anlage nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Abschreckbehälters mit einem Auffangelement, insbesondere einer Auffangplatte (20), die vorzugsweise auf Dämpfungs­ elementen (21, 22) gelagert ist, versehen ist.