DE3931164A1

DE3931164A1 - Surface hardening monitored for cracks - by fixture for hardening-quenching fitted with piezoelectric sensors

Info

Publication number: DE3931164A1
Application number: DE19893931164
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Paertzel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: PAERTZEL, KARL-HEINZ, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1989-09-19
Publication date: 1990-03-29

Abstract

A hardening fixture for workpieces which are to be surface hardened by flame hardening torch or by induction heat but which are liable to develop cracks by the quenching operation is equipped with sensors. Each sensor e.g. of the piezoelectric type responds to the presence of a crack by abnormal sonic signals which are evaluated so that defective workpieces can be scrapped at once. ADVANTAGE - The workpieces remain in the same fixture throughout and require neither a transfer nor any additional testing machine.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Härtung von Oberflächen an rißgefährdeten Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei Härteverfahren dieser Art wird der zu härtende Oberflächenbereich mittels Flammstrahlern oder Induktionsglühen örtlich intensiv bis über ca. 800°C erwärmt und anschließend, noch ehe die Wärme ins Innere abgeleitet wird, durch eine Wasserbrause bzw. eine Ölbespülung abgeschreckt. (Siehe z. B. auch Dubbel I 1953 S. 515 Abs. 4 + 5.) Je nach Form und Wandstärke des Werkstückes ist bei diesen Härteverfahren eine Gefahr der Rißbildung bzw. auch des Verziehens gegeben. Gegen das Verziehen wird in der Regel eine lagefixierende konturentreue Einspann- bzw. Auflage-Vorrichtung verwendet. Eine Abschreckung, die nicht auch Gefügerisse hervorruft, erfordert viel Sorgfalt und oftmals langwierige Vorversuche und Einstell-Experimente, weil sowohl die Werkstoffbeschaffenheit als auch die Werkstückgestaltung neben den Betriebsbedingungen der Erwärmungs- und Abschreckphase dabei von entscheidender Bedeutung sind. Zur Ermittlung günstiger Verfahrensbedingungen und Erkennung eventuell schadhafter Werkstücke wurden diverse manuelle und auch teilweise automatisierte Rißprüfungsverfahren und -einrichtungen entwickelt. Dabei werden die aus dem Härteverfahren entnommenen Werkstücke abseits vom eigentlichen Fertigungsdurchlauf in der Regel stichprobenartig und in besonderen Einspann- bzw. Auflage- Vorrichtungen auf Risse überprüft und aus den Ergebnissen Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der restlichen Werkstücke aus der gleichen Serie gezogen. Als Rißerkennungsmethode sind insbesondere die Ölkochprobe, die Fluoreszenzprobe, das Magnetpulververfahren sowie diverse andere magnet-elektrische oder -akustische Verfahren bekannt geworden (s. G. Benkowski, Induktionserwärmung S. 138 Abs. 4). Das Prospekt 13/76 d der Firma TIEDE, D-7081 Essingen bei Aalen beschreibt beispielsweise ein solches verbreitetes magnetelektrisches Rißprüfungs- Verfahren auf einer von der Härtemaschine örtlich und ablaufmäßig völlig abgetrennten Einrichtung, für die also zusätzlich zur eigentlichen Härteeinrichtung neben erheblichem eigenem Platz- und Investitions-Bedarf auch noch eigene speziell ausgebildete Arbeitskräfte benötigt werden. Derartige separate Einrichtungen erhöhen nicht nur die Werkstückkosten, sondern auch die Durchlaufzeiten und erfordern zudem meistens oft separate Zwischenlager und Transportmittel, da ihre Ausstoßtakte länger als die der Härtemaschine sind. Die zeitlich dem eigentlichen Härtevorgang oftmals ziemlich verspätet nachfolgende und meist nur stichprobenweise Untersuchung der Werkstücke kann dann weder eine sofortige Meldung unbrauchbarer Härteergebnisse bewirken noch größere Ausschuß-Anteile verhüten helfen. Oftmals werden dabei unbeabsichtigt schadhafte Teile noch fertigbearbeitet und womöglich sogar montiert, ohne deren Fehler sofort zu erkennen und sie rechtzeitig auszusondern.The invention relates to a method and a Device for hardening surfaces on cracks Workpieces according to the preamble of claim 1 This type of hardening process becomes the one to be hardened Surface area using flame emitters or Induction annealing locally intensive up to about 800 ° C warmed up and then before the warmth inside is derived by a water shower or a Oil rinsing quenched. (See e.g. Dubbel I 1953 S. 515 para. 4 + 5.) Depending on the shape and wall thickness of the With this hardening process, the workpiece is a danger of Cracking or warping. Against that Warp is usually a fixed position Contour-accurate clamping or support device used. A deterrent that doesn't also include cracks causes a lot of care and often lengthy Preliminary tests and setting experiments because both the Material properties as well as the workpiece design in addition to the operating conditions of heating and Quenching phase are crucial. To Determination of favorable process conditions and detection possibly defective workpieces were various manual and also partially automated crack testing procedures and facilities developed. The from the Workpieces removed from the hardening process away from the actual production run as a rule random and in special clamping or support Devices checked for cracks and from the results Conclusions about the nature of the rest Workpieces drawn from the same series. As Crack detection methods are especially the oil boil sample, the fluorescence sample, the magnetic powder method and various other magnet-electrical or acoustic processes became known (see G. Benkowski, induction heating P. 138 (4). Brochure 13/76 d from TIEDE, D-7081 Essingen bei Aalen describes, for example such widespread magnetic electric crack testing Process on one of the hardening machine locally and the facility is completely separate in terms of workflow, for the in addition to the actual hardening device next to considerable own space and investment needs too needs its own specially trained workforce will. Such separate facilities not only increase the workpiece costs, but also the lead times and often require separate intermediate storage and Means of transport because their ejection strokes are longer than that of Are hardening machine. The temporal the actual Hardening process is often quite late and subsequent usually only a random inspection of the workpieces can then neither an immediate report unusable Hardship results in even larger rejects help prevent. Often this is done unintentionally defective parts are still finished and possibly even assembled without immediately recognizing their errors and them to be discarded in time.

Damit können sich dann noch weitere Haftungs- und Folgeschaden-Probleme ergeben, die ursächlich auf die Unvollkommenheit und zeitliche Verzögerung der Rißprüfung nach dem Abschrecken zurückzuführen sind.This can then further liability and Consequential damage problems arise that are causal to the Imperfection and delay in crack testing after quenching.

Die Aufgabe der Erfindung wird hiervon ausgehend darin gesehen, ein Härteverfahren vorzuschlagen, bei welchem eine Rißprüfung jeden einzelnen Werkstückes möglichst unmittelbar zeitgleich mit der Abschreckungsphase zusammen stattfindet, ohne daß dazu eine neue Einspannung an anderer Stelle erfolgen muß und eine separate Maschine nötig wird. The object of the invention is based on this seen proposing a hardening process in which a Crack testing of each individual workpiece as immediately as possible takes place simultaneously with the deterrent phase, without a new fixture elsewhere must take place and a separate machine becomes necessary.

Gleichzeitig soll die Entnahme des Werkstückes auch so gesteuert werden können, daß schadhafte Werkstücke sofort aussortiert und selbsttätig getrennt von den zur Weiterbearbeitung gehenden Werkstücken abgelegt werden können.At the same time, the removal of the workpiece should also be so can be controlled that defective workpieces immediately sorted out and automatically separated from the Workpieces for further processing are stored can.

Die Lösung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 insbesondere dadurch erreicht, daß die Einspann- bzw. Auflage-Vorrichtung der Härtemaschine für alle Werkstücke unmittelbar auch als Teil einer Rißprüfungseinrichtung verwendet wird, indem sie unmittelbar selbst mit entsprechenden Sensoren zur Rißerkennung ausgestattet wird und mit einer Steuerung sowie einer Werkstückentnahme zusammenwirkt, durch die das Werkstück entweder als schadhaft erkannt und ausgesondert oder als fehlerfrei durchläuft und in Richtung Weiterbearbeitung geschickt wird.The solution comes with the distinctive features of Claim 1 achieved in particular in that the Clamping or support device of the hardening machine for all workpieces directly as part of one Crack testing device is used by immediately even with appropriate sensors for crack detection is equipped and with a controller and a Workpiece removal cooperates through which the workpiece either recognized as defective and discarded or as runs without errors and in the direction of further processing is sent.

Durch die zeitliche und örtliche Zusammenlegung von Erwärmung bzw. Abschreckung und Rißprüfung wird es nun mit Hilfe eines entsprechend schnellen Rißprüfsystems möglich, jedes einzelne gehärtete Werkstück ohne wesentlichen zusätzlichen zeitlichen, platzmäßigen oder personellen Aufwand im kritischsten Moment und bei identischen Bedingungen zu prüfen und ein Auftreten von die Rißbildung verursachenden Abweichungen von einmal als optimal ermittelten Betriebsbedingungen sofort noch vor dem Entstehen größerer Ausschußmengen zu erkennen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. - Sowohl die Automatisierung als auch die Genauigkeit der Meßergebnisse werden verbessert, wenn stets zu einem genau festlegbaren Zeitpunkt nach Beendigung der Erwärmungsphase bzw. in einer exakten zeitlichen Relation zum Beginn der Abschreckphase vom Werkstück emittierte Rißbildungssignale über vorzugsweise piezoelektrische Schallemissions-Aufnehmer ausgeführte Sensoren erfaßt und deren Signale auf an sich bekannte Weise entsprechend verstärkt und selektiert in der zentralen Maschinensteuerung ausgewertet werden.By the temporal and local amalgamation of Warming or deterrence and crack testing it will now with the help of a correspondingly fast crack detection system possible every single hardened workpiece without essential additional time, space or personnel expenditure at the most critical moment and at to check identical conditions and an occurrence of the deviations causing cracking once as optimally determined operating conditions immediately before Recognize the emergence of larger rejects. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims described. - Both automation as well as the accuracy of the measurement results improved if always to a precisely definable Time after the end of the warming phase or in one exact time relation at the beginning of the quenching phase cracking signals emitted by the workpiece preferably piezoelectric sound emission sensors executed sensors detected and their signals on itself correspondingly amplified and selected in the known manner central machine control can be evaluated.

Entsprechende Laser-Signale lassen sich sinngemäß sogar ohne unmittelbaren Werkstückkontakt abnehmen. - Als Rißbildungssignal für ein schadhaftes Werkstück kann auch ein Wiederanstieg des Schallpegels nach einer vorgegebenen Zeitspanne nach Beginn der Abschreckung neben bestimmten Kriterien aus dem Verlauf des Schallpegelabfalles dienen.Corresponding laser signals can even be used accordingly Remove without direct workpiece contact. - As a cracking signal for a damaged workpiece also a rise in the sound level after a predetermined period of time after the start of deterrence certain criteria from the course of the sound level drop serve.

Weiterhin kann ein schadhaftes Werkstück auch erfaßt werden, wenn sein Schallpegelabfall im Vergleich zu einer Referenz-Kurve um einen vorgegebenen Prozentwert von einem Grenzwert abweicht.A defective workpiece can also be detected if its sound level drop compared to a Reference curve by a predetermined percentage of one Limit deviates.

Meßtechnisch günstig ist auch die Erfassung zweier getrennter Signale, von denen mindestens eines zu Vergleichszwecken über einen Prüfgenerator erzeugt und durch das Werkstück geleitet wird. Die Veränderungen des Prüfsignales nach dem Durchgang durch das Werkstück gelten dann als Abweichung vom Sollzustand.The detection of two is also technically favorable separate signals, at least one of which is too Generated for comparison purposes via a test generator and by the workpiece is guided. The changes in Test signals apply after passing through the workpiece then as a deviation from the target state.

Die Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens kann sich darauf beschränken, daß an der Einspann- bzw. Auflage-Vorrichtung an geeigneter Stelle ein Sensor zur Rißerkennung derartig vorgesehen ist, daß eine momentane und reproduzierbare Auswertung aller durchgehenden Werkstücke gelingt. Die Anbringung des zur Erfassung von Rißbildungssignalen geeigneten Sensors wird bei Schallmessungen auf piezoelektrische Weise vorteilhaft mit einem bestimmten Anlegedruck gegen das Werkstück während des Einspannens vorgenommen. Wenn auf der einen Seite des Werkstückes ein Prüfsignal-Sender am Werkstück angelegt ist und auf der anderen Seite ein Empfangs-Sensor, bedarf es meistens einer Einspannvorrichtung mit zwei parallelen Wangen. The device for performing such Procedure can be limited to the fact that at the Clamping or support device at a suitable location a sensor for crack detection is provided such that an instantaneous and reproducible evaluation of all continuous workpieces succeed. The attachment of the Detection of cracking signals suitable sensor is advantageous for sound measurements in a piezoelectric manner with a certain contact pressure against the workpiece during of clamping. If on one side of the Workpiece a test signal transmitter is created on the workpiece and on the other hand a reception sensor is required usually a jig with two parallel ones Cheeks.

Die Anordnung der Sensoren bzw. Signalgeber in der Einspann- bzw. Aufnahmevorrichtung bietet auch die Möglichkeit, sie dort, eventuell durch zusätzliche Kühlung, vor Wärmeeinflüssen oder mechanischen Beschädigungen durch entsprechend gestalteten Einbau zu schützen. Bei Schallabnahme über Laserstrahl kann die Wärmeauswirkung noch leichter begrenzt werden.The arrangement of the sensors or signal transmitters in the The clamping device also offers the Possibility of placing them there, possibly by additional cooling, against the effects of heat or mechanical damage to protect appropriately designed installation. At Sound absorption via laser beam can affect the heat be limited even more easily.

Dadurch, daß die Härtung auf der gleichen Maschine erfolgt, in deren Maschinensteuerung erfindungsgemäß nun auch ein Logikschaltkreis sowohl mit einem Impulsgenerator zur Beschallung des Werkstückes als auch mit einem Empfangsverstärker sowie Einrichtungen zur Ergebnisanzeige, Sortierung, Werkstücktransport und Manipulator-Steuerungen beim Einlegen und Herausnehmen auf der Einspannung steuerungstechnisch verbunden sind, stellt das Gesamtaggregat eine sowohl die Qualität als auch die Quantität der Fertigungsanlagen erheblich verbessernde Investition ohne zusätzliche Arbeitskräfte und Platz-Bedarf dar.Because the hardening on the same machine takes place in their machine control according to the invention now also a logic circuit with both a pulse generator for sonication of the workpiece as well as with a Reception amplifiers and devices for displaying results, Sorting, workpiece transport and manipulator controls when inserting and removing on the clamping are connected in terms of control technology Overall aggregate a both the quality and the Quantity of manufacturing equipment significantly improving Investment without additional labor and space requirements represents.

Indessen lassen sich ohne allzu große Eingriffe auch vorhandene Härtemaschinen mit entsprechenden Zusatzgeräten gemäß der Erfindung umrüsten und damit Platz und Arbeitsmittel sowie Personal für getrennte Rißprüfungen selbst dann einsparen, wenn nunmehr jedes einzelne Werkstück die Rißprüfung gleichzeitig und ohne Zwischentransport während des Abschreckungs-Vorganges durchläuft.However, you can also do it without too much intervention existing hardening machines with appropriate additional equipment convert according to the invention and thus space and Work equipment and personnel for separate crack tests save even if now every single workpiece the crack test simultaneously and without intermediate transport goes through during the deterrent process.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.
The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the specialist, there are further useful combinations of claims and individual claim characteristics from the task.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be described more schematically Drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt Einbaubeispiele für Rißbildungs- Sensoren als Schallgeber, beispielsweise mit piezoelektrischer Funktion, die aus einer Einspannvorrichtung gegen ein auf einem Dorn aufgespanntes Werkstück angelegt sind; Fig. 1 shows installation examples for crack formation sensors as sound generators, for example with a piezoelectric function, which are applied from a clamping device against a workpiece clamped on a mandrel;

Fig. 2 zeigt diese Anordnung im Querschnitt am Beispiel einer Induktionshärtung mit Oberflächenhärtung einer ein ringförmiges Werkstück am Außenumfang anschneidenden Längsnut; FIG. 2 shows this arrangement in cross section using the example of induction hardening with surface hardening of a longitudinal groove cutting an annular workpiece on the outer circumference;

Fig. 3 zeigt ein Blockschema für die Härtanlage mit integrierter Rißprüfung; Fig. 3 shows a block diagram for the hardening plant with integrated crack testing;

Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Fertigungseinrichtung von der Härteanlage bis einschließlich der nachgeschalteten Werkstücksortiereinrichtung. FIG. 4 shows a possible configuration of the production device from the hardening plant up to and including the downstream workpiece sorting device.

In Fig. 1 befindet sich das Werkstück 1, dessen Längsnut 11 einer Oberflächenhärtung unterzogen werden soll, auf einem Dorn 21 der Einspann- bzw. Auflage-Vorrichtung 2. Dabei ist das Werkstück durch Zentriermittel 22 in einer bestimmten Position, welche alle anderen Werkstücke der gleichen Bauart beim Härten und Rißprüfen ebenfalls identisch einnehmen müssen, rüttelfest gehalten und die Vorrichtung 2 gegen Erschütterungen aus der Umgebung isoliert. Rißbildungs-Signalgeber 3 bzw. 31, 32, 33, 34 sind dabei an der Einspann- bzw. Aufspannvorrichtung 2 so angebracht, daß jedes der verschiedenen aufzuspannenden Werkstücke zu ihnen dieselbe Orientierung erfahren muß. Ein zum Abhorchen der in die Vorrichtung 2 gelangenden Rißbildungssignale geeigneter Rißbildungs-Signalgeber 31 kann beispielsweise über einen Spezialkleber 311 mit der Vorrichtung 2 innig verbunden sein.In Fig. 1 there is the workpiece 1, the longitudinal groove 11 of a surface hardening is to be subjected, on a mandrel 21, the chucking or support device 2. The workpiece is held in a certain position by centering means 22 , which all other workpieces of the same type must also take up identically during hardening and crack testing, and the device 2 is insulated against vibrations from the environment. Cracking signal transmitters 3 and 31 , 32 , 33 , 34 are attached to the clamping or clamping device 2 such that each of the different workpieces to be clamped must experience the same orientation to them. A cracking signal transmitter 31 suitable for eavesdropping on the cracking signals entering the device 2 can, for example, be intimately connected to the device 2 via a special adhesive 311 .

Im Inneren des Werkstückes 1 auftretende Rißbildungssignale können auch günstig aufgefangen werden durch einen den Aufspanndorn 21 in einer Querbohrung 321 durchdringenden Rißbildungssignalgeber 32, welcher mittels einer auf eine Feder 322 drückenden Einstellschraube 323 unter einer stets gleichgroßen Vorspannung gegen das Werkstück 1 von innen her angepreßt wird. Auf sinngemäß gleiche Weise können Rißbildungssignalgeber 33 und 34 aus den Wangen der Einspann- bzw. Auflage-Vorrichtung 2 heraus in einander gegenüberliegender Anordnung plaziert sein. Dabei kann der eine Signalgeber als Sender "s" und der andere als Empfänger "e" geschaltet sein. Die jeweiligen Verbindungskabel 4 bzw. 41, 42, 43, 44 können durch nicht gezeichnete entsprechene Nuten bzw. Bohrungen gegen mechanische Beschädigungen und unzulässige Erwärmungen geschützt durch die Vorrichtung 2 hindurch an die jeweiligen Signalgeber 3 herangeführt werden.Cracking signals occurring in the interior of the workpiece 1 can also be conveniently absorbed by a cracking signal transmitter 32 penetrating the mandrel 21 in a transverse bore 321 , which is pressed against the workpiece 1 by means of an adjusting screw 323 pressing on a spring 322 with a constant bias against the workpiece 1 . In an analogous manner, cracking signal transmitters 33 and 34 can be placed out of the cheeks of the clamping or support device 2 in an opposing arrangement. One signal transmitter can be connected as transmitter "s" and the other as receiver "e". The respective connecting cables 4 and 41 , 42 , 43 , 44 can be guided through the device 2 to the respective signal transmitter 3 in a protected manner through corresponding grooves or bores, not shown, against mechanical damage and inadmissible heating.

Im Beispiel soll die äußere Längsnut 11 eines ringförmigen Werkstückes durch einen Wärmespender 5, - beispielsweise einen Induktor oder Strahlungsbrenner - möglichst schnell und auf ausreichende Gefügeumwandlungstemperaturen erhitzt werden. Über eine Leitung 51, welche mit der zentralen Maschinensteuerung MS verbunden ist, kann die Erwärmung zeitlich und leistungsmäßig gesteuert werden. Die Abschreckungsphase des Härteverfahrens erfolgt in der Regel unter Einschaltung einer oder mehrerer Brausen 6, die über nicht gezeigte Verbindungsleitungen ebenfalls aus der zentralen Maschinensteuerung MS unmittelbar nach Beendigung der Erwärmungsphase und eventueller Entfernung des Wärmegebers 5 aus dem Abschreckungsbereich während einer exakt begrenzten Zeitdauer eingesetzt werden. In the example, the outer longitudinal groove 11 to an annular workpiece through a heat donor 5, - are heated as quickly as possible and sufficient structural transformation temperatures - for example an inductor or radiant burner. The heating can be controlled in terms of time and power via a line 51 , which is connected to the central machine control MS . The quenching phase of the hardening process generally takes place with the activation of one or more showers 6 , which are also used via connecting lines (not shown) from the central machine control system MS immediately after the heating phase has ended and any removal of the heat transmitter 5 from the quenching area for a precisely limited period of time.

In Fig. 2 ist die Ringform des in diesem Beispiel betrachteten Werkstückes 1 mit der außen am Umfang angeordneten Längsnut 11 auf dem Dorn 21 verdeutlicht. Aus Wärmegeber 5 ist hier eine Induktorschiene in die Nut 11 passend eingelegt, welche während der Abschreckphase daraus wieder herausgezogen werden kann.In FIG. 2, the ring shape of the considered in this example, the workpiece 1 is illustrated with the outer circumferentially arranged longitudinal groove 11 on the mandrel 21. From the heat transmitter 5 , an inductor rail is suitably inserted into the groove 11 , which can be pulled out of it again during the quenching phase.

Prinzipgleiche Anordnungen sind auch mit Stangen, Platten und vielen anderen Werkstückformen sinngemäß gleichartig realisierbar. Für die während des Abschreckungsvorganges oder unmittelbar danach in der gleichen Einspannvorrichtung 2 stattfindende Erfassung eventueller Rißbildungssignale über die Rißbildungssignalgeber 3 werden dabei sinngemäß gleichartige Anordnungsbedingungen geschaffen.Arrangements of the same principle can also be implemented in the same way with rods, plates and many other workpiece shapes. For the detection of possible crack formation signals via the crack formation signal transmitter 3 , which takes place during the deterrent process or immediately thereafter in the same clamping device 2 , similar arrangement conditions are accordingly created.

In Fig. 3 ist das Grundprinzip der Rißbildungsmessung nach der Erfindung nochmals schematisch im Ablauf und dem Zusammenwirken dargestellt. In der Härtevorrichtung I seien ein Sendesensor s und ein Empfangssensor e einander gegenüberliegend angeordnet. Der Sendesensor s empfängt vom Impulsgenerator IG ein Prüfsignal zu einem in der Maschinensteuerung MS festgelegte Zeitpunkt, welcher über einen Logikbaustein L kontrolliert wird. In der Härtevorrichtung I wird das Prüfsignal infolge der Rißbildungssignale umgewandelt und vom Empfangssensor e über einen Filter F und einen Meßverstärker V zurück zum Logikbaustein geschickt. Dieser gibt die umgewandelten Signale auf eine Anzeige A und entsprechende Befehle an die Transporteinrichtung T, welche die Entnahme des Werkstückes und Weiterleitung nach Härtung bzw. nach ausgewerteter Messung vornimmt. In den Betriebsablauf entsprechend einbezogen sind ausgehend vom Logikbaustein L auch der Handhabungsroboter H sowie die eventuelle Sortiereinrichtung S, in welcher schadhafte von brauchbaren Werkstücke getrennt werden. In Fig. 3, the basic principle of the crack formation measurement according to the invention is again shown schematically in the process and the interaction. In the hardening device I , a transmission sensor s and a reception sensor e are arranged opposite one another. The transmission sensor s receives a test signal from the pulse generator IG at a point in time defined in the machine control MS , which is controlled by a logic module L. In the hardening device I , the test signal is converted as a result of the cracking signals and sent from the reception sensor e via a filter F and a measuring amplifier V back to the logic module. The latter sends the converted signals to a display A and corresponding commands to the transport device T , which carries out the removal of the workpiece and forwarding it after hardening or after the measurement has been evaluated. Starting from the logic module L , the handling robot H and the possible sorting device S , in which defective workpieces are separated, are correspondingly included in the operating sequence.

In Fig. 4 ist eine Anlage der beschriebenen Art dargestellt, bei der die Werkstücke 1 mittels eines Handhabungsgerätes H in die Härteanlage I nacheinander eingelegt und dort in der Einspannvorrichtung 2 während des Erwärmens und mit dem Wärmegeber 5 und des Abschreckens mit der Brause 6 festgehalten und mit den in der Vorrichtung 2 angeordneten Sensoren e und s auf Rißbildungssignale durchgemessen werden.In Fig. 4, a system of the type described is shown, in which the workpieces 1 are inserted one after the other into the hardening system I by means of a handling device H and held there in the clamping device 2 during heating and with the heat transmitter 5 and quenching with the shower 6 and are measured for crack formation signals with the sensors e and s arranged in the device 2 .

Das Ergebnis der Rißprüfung wird in der Maschinensteuerung MS während und unmittelbar nach der Abschreckungsphase ausgewertet und über Anzeigegeräte A dem Bedienungspersonal mitgeteilt und registriert. Gleichzeitig findet die Entnahme des Werkstückes 1 aus der Einspannvorrichtung 2 mit Hilfe des Auswurfzylinders a statt, welcher jedes Werkstück über ein Transportgerät T, an dem sich ein Sortiergerät S befindet, weiter transportiert. Das letztere leitet schadhafte Werkstücke 1 in einen Behälter für aussortierte Teile b, während die für gut befundenen Teile in einen anderen Behälter g gelangen. Der Transport T wird vorteilhafterweise über seinen Antrieb c mit dem Takt der Härtanlage I bzw. der Maschinensteuerung MS synchronisiert, um es nicht zu Materialstau oder Materialmangel kommen zu lassen. Neben der dargestellten Einrichtung bedarf es keinerlei weiterer gesonderter baulicher oder steuerungsmäßiger Vorkehrungen für die Ermittlung von rißgeschädigten Werkstücken. The result of the crack test is evaluated in the machine control MS during and immediately after the deterrent phase and communicated and registered to the operating personnel via display devices A. At the same time, the workpiece 1 is removed from the clamping device 2 with the aid of the ejection cylinder a , which transports each workpiece further via a transport device T , on which a sorting device S is located. The latter directs defective workpieces 1 into a container for sorted out parts b , while the parts found to be good get into another container g . The transport T is advantageously synchronized via its drive c with the cycle of the hardening system I or the machine control MS in order not to cause material jams or material shortages. In addition to the device shown, no other special structural or control measures are required for the determination of workpieces damaged by cracks.

BezugszeichenlisteReference symbol list

  1 Werkstück
11 zu härtende Oberfläche
  2 Einspannvorrichtung
21 Dorn
  3 Rißbildungssensor
31 Sensor in Vorrichtungsstütze
311 Kontaktkleber
32 Sensor in Dorn
322 Feder
323 Einstellschraube
33, 34 Sende- und Empfangssensoren
43, 44 Einstellschrauben dazu
  5 Wärmegeber bzw. Induktor oder Brenner
51 Zuleitung
  6 Brause 1 workpiece
11 surface to be hardened
2 clamping device
21 thorn
3 crack formation sensor
31 Sensor in device support
311 contact adhesive
32 sensor in mandrel
322 feather
323 adjusting screw
33, 34 transmit and receive sensors
43, 44 adjusting screws
5 heat transmitters or inductors or burners
51 supply line
6 shower head

a Auswurfzylinder
b Behälter für aussortierte Teile
c getakteter Transportantrieb
f Förderband
g Behälter für gute Teile
e Empfangssensor
s Sendesensor a ejection cylinder
b Containers for sorted parts
c clocked transport drive
f conveyor belt
g Good parts container
e Reception sensor
s Send sensor

IG Impulsgenerator
E Härtevorrichtung
F Filter
V Meßverstärker
L Logikbaustein
A Anzeigetafel
MS Maschinensteuerung
T Werkstücktransport nach Härtung
H Handhabungsgerät
S Sortiereinrichtung IG pulse generator
E hardening device
F filter
V measuring amplifier
L logic module
A scoreboard
MS machine control
T workpiece transport after hardening
H handling device
S sorting device

Claims

1. Method and device for hardening surfaces on workpieces prone to cracking,

- The surface areas ( 11 ) of the workpieces ( 1 ) to be hardened essentially pass through a heating phase and a quenching phase immediately following,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

- That the workpieces ( 1 ) remain in the same clamping or holding device ( 2 ) both during the heating phase and during the quenching phase,
- and that after the heating phase has ended, each workpiece ( 1 ) is still subjected to an automatic crack test with an electrical output signal in the clamping or holding device ( 2 ),
- In which damaged workpieces ( 1 ) are determined and eliminated from the further manufacturing process.

2. The method according to claim 1, characterized in that the one or more sensors ( 3 ... 34 ) collected cracking signals, which exceed predetermined limit data, are used to determine the defective workpieces ( 1 ).

3. The method according to claim 2, characterized characterized in that the cracking signals piezoelectrically recorded and amplified or selected Sound emission values are those which are at a fixed Measured after the end of the heating and are processed.

4. The method according to claim 3, characterized characterized that next to one on the Changes in intergranular tensions in the cooling Workpiece returning signal for comparison purposes another, produced via a test generator Generated comparison signal, and is measured.

5. The method according to claim 2, characterized characterized that the limit values from Changes in a test signal due to the continuity are determined by the workpiece.

6. The method according to claim 2, characterized characterized that as limit values certain increases in sound level after a predetermined period of time can be used.

7. The device for performing the method according to claim 1, characterized in that the workpieces ( 1 ) are located both during the hardening process and during the crack test in the same clamping or support device ( 2 ) in which the or the sensors ( 3 ... 34 ) are arranged for crack detection.

8. The device according to claim 7, characterized in that the hardening takes place on a machine, the machine control (MS) via a logic circuit ( L ) both with a pulse generator (IG) for sonication of the workpiece ( 1 ) and with a receiving amplifier and devices for result display ( A ), sorting ( S ), workpiece transport ( T ) and handling (H) for inserting and removing from the clamping device ( 2 ) is connected in terms of control technology.