DE3879454T2 - Mehretagige einstueckige tragevorrichtung zur waermebehandlung von wellen und achsen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Halte- und Fördervorrichtungen für die thermische Behandlung von gruppenweise zusammengefaßten mechanischen Teilen, wie Wellen oder Achsen.
• Die derzeit am häufigsten verwendeten Haltevorrichtungen für thermische Behandlungen gehören einem von zwei Typen an: bei Vorrichtungen des ersten Typs werden die Werkstücke aufgesetzt und geführt, bei Vorrichtungen eines zweiten Typs werden die Werkstücke aufgehängt.
• Vorrichtungen des ersten Typs bestehen aus einer Basisplatte für die Förderung der Werkstücke mit Säulen, an denen ein unteres und ein oberes Gitter montiert sind, die mit Hilfe von die Säulen umschließenden rohrförmigen Abstandshülsen voneinander getrennt sind. Dabei wird jedes Werkstück von einem in einer der Aufnahmen des unteren Gitters montierten Haltezwischenteil getragen und in seinem oberen Bereich von einem Fühnungszwischenteil geführt, das in einer ähnlichen Öffnung des oberen Gitters montiert ist.
• Die Vorrichtungen des zweiten Typs besitzen die gleichen Elemente wie diejenigen des ersten Typs mit Ausnahme des unteren Gitters und der Führungszwischenteile. Die Halte zwischenteile sind von spezieller Bauart und in dem oberen Gitter montiert.
• Die Hauptnachteile dieser Vorrichtungen sowohl des einen als auch des anderen Typs bestehen in der Vielzahl der Bauteilen, dem großen Gewicht der Vorrichtung relativ zu dem Gewicht der behandelten Teile, und der damit verbundenen thermischen Trägheit, ferner in der Komplexität der Handhabungen beim Plazieren der Werkstücke, die ein automatisches Beladen und Entladen praktisch unmöglich macht, und schließlich in der unvollkommenen Halterung der Werkstücke, die zu Stößen zwischen Werkstücken und damit zu einer Beeinträchtigung der Qualität führen können.
• Es ist das Ziel der Erfindung, die vorangehend beschriebenen Nachteile zu beseitigen, das heißt eine Vorrichtung zu schaffen, die wie die bekannten Vorrichtungen, die vertikale Positionierung der Werkstücke erlaubt, um Verformungen im Verlauf der Behandlung zu verhindern, die jedoch gleichzeitig so leicht wie möglich ist und es dabei erlaubt, die größtmögliche Anzahl von Werkstücken gruppenweise zusammenzufassen, um die Nutzcharge sowie die Anzahl der pro Charge zu behandelnden Werkstücke zu maximieren. Die Vorrichtung soll weiterhin die Abkühlungsbedingungen beim Abschreckhärten durch einen guten Durchgang des Kühlfluids begünstigen, große Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks und die Stoßbeanspruchungen in einem Durchstoßofen besitzen und schließlich die Positionierung der Werkstücke in einer einfachen und leicht automatisierbaren Weise ermöglichen.
• Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch eine Vorrichtung zur Halterung von in vertikaler Position angeordneten Werkstücken, wie Wellen oder Achsen, für die thermische Behandlung, wobei die Vorrichtung eine einstückige Einheit in Form einer Platte aufweist, die folgende Teile in sich vereinigt: eine obere Etage, die, gegebenenfalls in mehreren abwechselnden Ebenen, Halterungsöffnungen zur Halterung und direkten Zentrierung des unteren Endbereichs der Werkstücke aufweist, wobei diese Öffnungen durch horizontale Rippen miteinander verbunden sind, ferner eine untere Etage, die ebenfalls mit Öffnungen und Rippen versehen ist, sowie vertikale Ständer, die die Rippen sowohl der einen als auch der anderen Etage miteinander verbinden, wobei sie große Öffnungen für die Zirkulation von Fluiden freilassen.
• Gegebenenfalls können mehrere solcher mit Werkstücken bestückter Platten mit Hilfe mehrstufiger Säulen übereinander angeordnet sein.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
• Fig. 1 zeigt eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, wobei nur eines der zu behandelnden Werkstücke an seiner vorgesehenen Stelle dargestellt ist?
• Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen Aufsicht,
• Fig. 3 zeigt eine Einzelheit des zweiten Ausführungsbeispiels als Schnitt und in größerem Maßstab,
• Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Einzelheit in einer Ansicht von unten.
• In dem ausgewählten Beispiel bestehen die zu behandelnden Werkstücke aus Wellen 2 von Wechselgetrieben, die mehrere Zahnräder 3 aufweisen, die einstückig mit der Welle 2 ausgebildet sind. Diese Art von Werkstücken ist besonders schwierig zu bearbeiten. Die Erfindung würde sich natürlich umsomehr für die Anwendung bei langgestreckten Teilen eignen, die eine einfache Form haben und weniger sperrig sind.
• Man erkennt in Fig. 1 die aus einem Stück bestehende Einheit 4 in Form einer Platte mit zwei Etagen 5 und 6. Die obere Etage 5 besitzt eine gewisse Anzahl von Öffnungen 7, die jeweils von einer rohrförmigen Buchse 8 umgeben sind. Die verschiedenen Buchsen 8 und Öffnungen 7 sind in einem zweidimensionalen Netz angeordnet und durch Rippen 9 in wenigstens zwei Richtungen miteinander verbunden. Jede Öffnung 7 dient zur Aufnahme eines unteren zylindrischen Teils 10 eines der Werkstücke 1, das sich mit einem konischen oder ebenen Teil auf dem oberen Rand der entsprechenden Buchse 8 abstützt.
• Die untere Etage besteht ebenfalls aus Öffnungen 11, die von zylindrischen Buchsen 12 umgeben sind, die ihrerseits durch Rippen 13, vorzugsweise ebenfalls in den beiden Richtungen, miteinander verbunden sind. Besondere Rahmenrippen 9a umgeben die gesamte obere Etage 5. In gleicher Weise umgeben besondere Rippen 13a die gesamte untere Etage 6.
• Weiterhin ist eine Reihe von vertikalen Ständern 14 vorgesehen, die Rippen, wie z. B. die Rippen 9 oder 9a, der oberen und der unteren Etage und Rippen, wie die Rippen 13 und 13a, der unteren Etage paarweise miteinander verbinden. Wie aus Fig. 1 klar erkennbar ist, lassen alle diese Rippen und Ständer zwischen sich große Öffnungen 15 frei, die einerseits die freie Zirkulation des Erwärmungsfluids und dann des Kühlungsfluids ermöglichen und andererseits eine Gewichtsverringerung des Teils ohne Beeinträchtigung seiner hohen Festigkeit herbeiführen.
• Die die Platte 4 bildende Einheit ist im Ganzen einstückig ausgebildet. Sie läßt sich leicht z.B. als Gußstück aus einer gegen Wärmeschocks sehr widerstandsfähigen Legierung herstellen.
• In dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis 4 sind die Öffnungen 7 und die Buchsen 8 der oberen Platte abwechselnd in zwei Ebenen, wie den Ebenen 8a und 8b angeordnet, um eine störende Überlagerung zwischen den Zahnrädem 3 mit großem Durchmesser zu vermeiden und den Achsenabstand zwischen den Öffnungen 7 zu verringern und dadurch die Beladung pro Platte zu vergrößern, wie dies aus Fig. 2 und 3 erkennbar ist.
• Man hat also in beiden Fällen eine Platte mit zwei Etagen in Form eines einzigen Blocks, der dadurch sehr formsteif ist und sich während der Wärmebehandlung gleichmäßig verformt. Außerdem ist die Einheit relativ einfach und, insbesondere bezogen auf das Gewicht der Werkstücke, leicht, wobei die Qualität der Werkstücke durch die ausgezeichnete Halterung verbessert wird, die verhindert, daß die Werkstücke während der Behandlung im Verlauf des Beladens aneinanderstoßen.
• Darüberhinaus ist das Laden der Werkstücke extrem einfach. Es ist hierzu lediglich erforderlich, die einzelnen Werkstück in eine der betreffenden Öffnung 7 gegenüberliegende Position zu verbringen und von dort durch eine einfache vertikale Translationsbewegung in die Öffnung einzuführen. Dies läßt sich leicht mit Hilfe eines Manipulatorarms bewerkstelligen. Schließlich zeichnet sich die Platte gemäß der Erfindung nicht nur durch niedrige Kosten, große Widerstandsfähigkeit und niedriges Gewicht aus, sondern es kann auch das Gewicht der gehaltenen Werkstücke, insbesondere bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, relativ hoch sein.
• Die Erfindung ermöglicht es außerdem, auf Wunsch zwei oder mehr gleichartige Platten für eine gleichzeitige Wärmebehandlung übereinander anzuordnen, indem man diese Platten, nachdem sie mit ihren Werkstücken beladen wurden, mit Hilfe von mehrstufigen Säulen, die in Fig. 2 mit 16 bezeichnet sind, übereinander stapelt, wobei diese Säulen z.B. X- förmigen Querschnitt haben und einen unteren zylindrischen Ansatz 17 mit einem Sockel 18 und einen oberen Ansatz 19 besitzen, der ebenfalls X-förmigen Querschnitt haben und einen Anschlagsockel 20 bilden kann. Die Ansätze 17 und 19 können in zusätzliche Löcher eingesetzt sein, die zu diesem Zweck z.B. in den Ecken jeder Platte 4 vorgesehen sind. Die zuletzt beschriebene Anordnung ermöglicht eine weitere Erhöhung der Beladungsdichte und damit der Produktivität der Behandlung.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Halterung von in vertikaler Position angeordneten Werkstücken, wie Wellen oder Achsen, für die thermische Behandlung,

dadurch gekennzeichnet,

daß sie eine einstückige Einheit (4) in Form einer Platte aufweist, die folgende Teile in sich vereinigt:

eine obere Etage, die, gegebenenfalls in mehreren abwechselnden Ebenen (8a, 8b), Halterungsöffnungen (7, 8) zur Halterung und direkten Zentrierung des unteren Endbereichs (10) der Werkstücke (1) aufweist, wobei diese Öffnungen (7, 8) durch horizontale Rippen (9, 9a) miteinander verbunden sind,

ferner eine untere Etage (6), die ebenfalls mit Öffnungen (11, 12) und Rippen (13, 13a) versehen ist,

sowie vertikale Ständer (14), die die Rippen (9, 9a; 13, 13a) sowohl der einen als auch der anderen Etage miteinander verbinden,wobei sie große Öffnungen (15) für die Zirkulation von Fluiden freilassen.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als einstückiges Gußteil hergestellt ist.

3. Halterungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Öffnungen (21) für die Montage von mehrstufigen Säulen (16) aufweist, die die Überlagerung mehrerer Platten (4) ermöglichen, von denen jede mit Werkstücken (1) bestückt ist.