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Elektrische Härtevorrichtung. Die Erfindung betrifft eine elektrische
Härtevorrichtung mit zwei Reihen von Heizstäben aus Silit o. dgl., zwischen denen
die zu härtenden Werkstücke hindurchgeführt werden. Das Wesen der Erfindung besteht
darin, daB die Heizstäbe jeder Stabreihe derartig übereinander angeordnet sind,
daB zwischen beiden Stabreihen ein senkrechter Schlitz gebildet ist, durch den die
Werkstücke hindurchgeführt werden. Hierdurch ist eine mit elektrischem
Strom
beheizbare Härtevorrichtung geschaffen, in der die Werkstücke durch verschieden
starke Beheizung der Stäbe in der Wanderrichtung der Werkstücke allmählich bis zu
1400' und darüber ansteigenden Temperaturen ausgesetzt werden können, so daß allen
Anforderungen, die an eine Härtevorrichtung im Betriebe gestellt werden müssen,
genügt ist.
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Durch die Verwendung senkrecht übereinander angeordneter Heizstäbe
wird auch eine besonders gute Ausnutzung der von den Stäben erzeugten Wärme erzielt.
In diesem Falle wirkt die in den untersten, am stärksten erhitzten Stäben erzeugte
Wärme, die in dem zwischen den Stabreihen befindlichen senkrechten Schlitz nach
oben steigt, auch oberhalb der Schichten, in denen sie entsteht, auf die Werkstücke
ein. Bei bekannten Härteöfen mit wagerecht angeordneten Heizstabreihen ist dagegen
eine Einwirkung der Wärme, die von den am stärksten erhitzten Stäben erzeugt wird,
auf die Werkstücke nur unmittelbar in der Schicht möglich, in der diese Stäbe liegen.
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Zur Ausnutzung der über die obersten Heizstäbe aufsteigenden Wärme
ist ferner nach der Erfindung auf die Vorrichtung eine Haube gesetzt, die nach unten
offen ist. Im Innenraum dieser Haube werden alle nach oben ziehenden Wärmeenergien
nutzbar gemacht, indem sie beispielsweise zum Vorwärmen der Werkstücke verwendet
werden.
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Gemäß der Erfindung sind weiter zwischen den Heizstäben und den Schlitz
zur Durchführung der Werkstücke Gitter aus hitzebeständigem Metall, beispielsweise
Chromnickelstahl, angeordnet, welche die von den Heizstäben erzeugte Wärme aufspeichern
und an die Werkstücke abgeLen. Diese Gitter vergrößern die Heizfläche der Vorrichtung
um ein beträchtliches und sorgen dafür, daß die Hitze über die einzelnen Zonen des
Schlitzes gleichmäßiger verteilt wird, als dies mit den Heizstäben allein der Fall
ist. Die Verwendung von Metall als Baustoff für die-e Gitter bietet gegenüber den
bisher gebräuchlichen Schamottfuttern den Vorzug, daß die Hitze besser zurückgestrahlt
wird als durch Schamottfutter, und daß infolgedessen die Heizstäbe dichter aneinander
gebracht werden können als bei Wärmespeichern aus Schamott.
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Die Gitter werden zweckmäßig aus einzelnen Teilen zusammengesetzt,
die in senkrechten Führungen übereinanderliegen. Dies hat den Vorzug, daß etwa unbrauchbar
gewordene Teile für sich ausgewechselt werden können, ohne daß das ganze Gitter
erneuert oder ausgebessert werden muß.
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Die Härtevorrichtung ist weiterhin mit einer Vorschubvorrichtung versehen,
die nach der Erfindung durch Halter gebildet wird, die die Werkstücke durch den
senkrechten Schlitz hindurchführen und mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung an einer
zweckmäßig aus Schienen bestehenden Führung verschiebbar sind, die so ausgebildet
ist, daß die Halter nach beendetem Härtevorgang die Werkstücke durch eine Schwenkbewegung
aus dem Schlitz entfernen. Durch Änderung der Geshwindigkeit der Vorschubvorrichtung
kann auf diese-Weise die Zeit der Hindurchführung der Werkstücke durch den Schlitz
der Vorrichtung den einzelnen Werkstücken genau angepaßt werden.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführung der Härtevorrichtung nach der
Erfindung veranschaulicht. Abb. i zeigt einen Teil der Vorrichtung im Schnitt nach
der Linie A-B der Abb. 2. Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie C-D der Abb. i,
während Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie E-F der Abb. 2 darstellt. Abb. q. ist
eine schaubildliche Darstellung einiger Gitterteile in größerem Maßstabe.
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Die festen Teile der Härtevorrichtung bestehen in der Hauptsache aus
zwei Reihen von Diatomitsteinen o. dgl. i, 2, die untereinander und mit Schamottsteinen
3, q. 5, 6 besonderer Form durch Winkel- und T-Eisen 7, 8 verbunden sind. Die Vorrichtung
ist der Länge nach in zwei gesonderte Hälften geteilt, zwischen denen sich ein Schlitz
9 befindet. Innerhalb der Formsteine 3, 5 liegt in jeder Hälfte der Vorrichtung
eine Reihe übereinander angeordneter Heizstäbe aus Silit o. dgl., die mit den als
Stromleiter verwendbaren Winkelschienen 7, 8 leitend verbunden sind. Die Vorrichtung
ist oben durch eine Haube 9a überdeckt, die nach unten offen ist und Roste o. dgl.
enthält.
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Jeder Heizstab besteht aus einem dünnen Mittelteil 1o und je einem
sich rechts und links an diesen anschließenden stärkeren Teil 11, 12. Mit den Enden
11, 12, um welche die Leitungen 13, 14 herumgewickelt sind, liegen die Heizstäbe
vollständig frei in der Luft, wodurch eine gute Wärmeableitung in die umgebende
Luft und die Schonung der elektrischen Kontakte gewährleistet ist. Zu dem gleichen
Zweck ist auch die beschriebene Absetzung des dünnen Mittelteils 1o vorgenommen,
der sich im Betriebe allein auf hohe Temperaturen erhitzt, während die Teile 11,
12 möglichst wenig erwärmt werden sollen.
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Zwischen den einzelnen Heizstäben liegen Platten 15, die mit Füßen
16 aufeinandergegestellt sind. Die Platten 15 mit ihren Füßen 16 bestehen aus hocherhitzbarem
Metall, das Temperaturen von 1400' und darüber aushalten kann, beispielsweise Chromnickelstahl,
und bilden am Schlitz 9 entlang Gitter, welche die von den hocherhitzten Heizstabteilen
1o auf die Platten 15 übertragene Wärme unter gleichmäßiger Verteilung in den Schlitz
9 ausstrahlen.
Die Füße 16 sind außen mit Leisten 17 .versehen,
die in Führungsschienen 18 passen. Damit die Platten z5 sich an ihren von den Füßen
16 abgewendeten Enden infolge ihrer starken Erwärmung während des Betriebes nicht
durchbiegen, sind zwei Reihen von Zwischenstücken ig angeordnet, die sich gegen
die Formsteine 4; 6 legen.
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In der -beschriebenen Vorrichtung können etwa fünfundzwanzig bis fünfzig
Heizstäbe übereinander angeordnet werden, die in von oben nach unten zunehmendem
Maße immer stärker erhitzt werden, etwa in der Weise, daß der Mittelteil io des
obersten Heizstabes eine Temperatur von 500° und derjenige des untersten Stabes
eine solche von 1400 bis i5oo ° erhält. Entsprechende Temperaturen werden dann auch
die Gitter 15, 16 annehmen, die durch ihre Ausgleichwirkung für die Stetigkeit der
Temperaturzunahme von oben nach unten sorgen. Wird dann ein zu härtendes Werkstück,
beispielsweise ein Spiralbohrer 20 (Abb. i) von oben nach unten durch den Schlitz
g hindurchgeführt, so wird er allmählich vor' 500° bis auf 1q00° und darüber ansteigenden
Temperaturen ausgesetzt. Dabei wird die von den untersten Heizstäben ausstrahlende
Wärmemenge, die naturgemäß größer ist als die von den obersten Stäben ausgehende
Wärmemenge, im Schlitz g nach oben gehen und auch oberhalb der Schichten, in denen
sie erzeugt wird, auf die Werkstücke 2o einwirken. Die über die obersten Heizstäbe
hinausgehende Wärmemenge wird im Innenraum der Haube ga zur Vorwärmung der Werkstücke
2o ausgenutzt, die durch eine Tür in das Innere der Haube gebracht und wieder herausgenommen
werden können. Auf diese Weise wird von der in der Vorrichtung erzeugten Hitze ein
möglichst großer: Teil nutzbar gemacht, während die Verluste gering sind.
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Zur selbsttätigen Hindurchführung der Werkstücke 2o dient eine Vorrichtung,
die in Abb. i in ihren wesentlichen Teilen angedeutet ist. Die zu härtenden Werkstücke
2o stecken in Hülsen 21, die ihrerseits in Haltern 22 befestigt sind. Die Halter
22 sind an Schienen 23 und 24 geführt. Die Scbiene 23 ist unten um go° abgebogen.
Die gleiche Biegung macht ein Schlitz 25 mit, in den an den Haltern 22 sitzende
Zapfen 26 eingreifen. Zwischen die Zapfen 26 fassen die Zähne eines Zahnrades 27,
das durch eine Antriebsvorrichtung beliebiger Art, beispielsweise ein Uhrwerk, langsam
gedreht werden kann. Nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit des Rades 27, die veränderlich
ist, werden die Halter 22 mit den Werkstücken 2o von oben nach unten zwischen den
heißen Heizstabteilen io hindurchgeführt. Sobald der unterste Halter 22 an das gebogene
Ende der Führung 23 gelangt, schwingt er nach unten und entfernt dadurch nach beendetem
Härtevorgang das Werkstück 2o aus dem Schlitz g.