DE4116216A1 - Abkuehlstrecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abkühlung von Kleinteilen zwischen einem Härteofen und einem Abschreckbad.

Die Anforderungen an Eigenschaften wärmebehandelter Teile sind hoch und steigen ständig. Sowohl am Teil selbst, als auch innerhalb einer gesamten Charge müssen die geforderten Eigenschaften möglichst gleichmäßig erreicht werden. Des­ halb müssen an Wärmebehandlungs-Anlagen höchste Ansprüche gestellt werden.

Zum Härten werden Stähle auf eine so hohe Temperatur er­ wärmt, daß der Perlit sicher in Austenit umgewandelt wird. Das kubisch-raumzentrierte Kristallgitter des Ferrits klappt dabei in das kubisch-flächenzentrierte Kristallgitter des Austenits um. Das dabei entstehende Gefüge bezeichnet man als Austenit. Es ist weich, zäh sowie unmagnetisch und bil­ det spitzeckige Körner.

Bei langsamer Abkühlung wandelt sich das Gefüge wieder in seinen Ausgangszustand zurück.

Um ein Härten der Teile zu erreichen, muß die Abkühlung sehr schnell erfolgen. Das dabei entstehende feinnadelige Gefüge ist sehr hart. Man nennt es Martensit.

Beim Härten von Kleinteilen kann als Abschreckbad ein Wir­ belbad verwendet werden, indem zusätzlich eine Oberflächen­ beschichtung der Teile erfolgt. Die aus der Wärmebehand­ lungsstation kommenden heißen Kleinteile wie Bolzen oder Nägel werden z. B. einem Wirbelbett zugeführt, in dem sich fluidisiertes Pulver befindet. Der Wärmeinhalt der Klein­ teile beim Eintauchen in das Wirbelbett ist für die Dicke der aufschmelzenden Schicht maßgebend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Temperatur der in das Wirbelbett fallenden Kleinteile und somit die Beschichtungsdicke steu­ erbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine endseitig of­ fene Hohlkammer gelöst, in der Platten hintereinander und gegeneinander versetzt gegenüber der Hohlkammerwand geneigt angeordnet sind, wobei der Neigungswinkel der Platten, ge­ messen gegenüber der Hohlkammerwand, einstellbar ist und die Platten wärmeleitfähig sind.

Auf diese Weise können die aus dem Härteofen kommenden, die Platten kontaktierenden heißen Kleinteile wie Bolzen oder Nägel abgekühlt bzw. deren Temperatur stabilisiert werden, bevor diese in das Abschreckbad, beispielsweise in Form ei­ nes Wirbelbettes, gelangen. Die Abkühlung bzw. Temperatur­ stabilisierung kann durch die Anzahl der zu kontaktierenden Platten und über die Fallgeschwindigkeit der durch die Hohlkammer fallenden Kleinteile bestimmt werden. Durch die Einstellbarkeit des Neigungswinkels der Platten ist die Durchfallgeschwindigkeit steuerbar.

Abhängig von der eingestellten Neigung der Platten, weisen diese unterschiedliche Abstände zu den seitlichen Wänden der Hohlkammer auf. Damit keine Kleinteile in diesem Bereich durchfallen bzw. verhängen können, sind an den seitlichen Wänden Federbleche befestigt, die sich jeweils der einge­ stellten Neigung der Platten anpassen und somit einen ent­ sprechenden Übergang bilden.

Vorteilhafterweise weisen die Platten eine Einrichtung zur Wärmeregulierung auf. Somit ist die Temperatur der Platten und die Temperatur im Innern der Hohlkammer steuerbar.

Zweckmäßigerweise ist die Einrichtung zur Wärmeregulierung als der Durchführung eines Mediums dienendes Rohr ausgebil­ det. Auf diese Weise wird eine wirtschaftliche Verbindung der Platten mit der Einrichtung zur Wärmeregulierung er­ reicht.

Über die Parameter "Durchfallzeit der Teile durch die Hohl­ kammer" und die "Temperatur der Platten" kann die Abkühlung bestimmt werden und somit auch der Wärmeinhalt der Klein­ teile.

Vorteilhafterweise ist die Einrichtung zur Wärmeregulierung auf der dem Kontaktierungsbereich der Platten abgewandten Seite angeordnet. Beim Durchfallen der Kleinteile durch die Hohlkammer prallen diese auf die einzelnen Platten auf oder rollen auf deren Oberfläche ab. Dadurch entsteht auf der Plattenoberfläche ein sehr starker Verschleiß. Deshalb sind die Platten in diesem Bereich entweder gehärtet oder mit einem harten Material überzogen. Die für die Wärmeregulie­ rung notwendige Einrichtung ist dabei auf der dem Kontaktierungsbereich der Platten abgewandten Seite ange­ ordnet. Ein Berühren und somit ein eventuelles Beschädigen der Wärmeregulierungseinrichtung durch die Teile wird somit verhindert.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Anordnung einer gesamten Anlage aus Härteofen und Abschreckbad in Form eines Wirbelbettes;

Fig. 2 eine Abkühlvorrichtung in Form einer Hohl­ kammer;

Fig. 3 einen Schnitt der Vorrichtung gemäß Linie III-III in Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt eine Anlage, in der eine Wärmebehandlung mit anschließender Beschichtung von Kleinteilen erfolgen kann. Der Aufbau der Anlage ist im wesentlichen stufenför­ mig. Über ein tragendes Gestell 10 ist der Härteofen 9 mit der Härtekammer 9a in der Höhe angeordnet. Ein Transportband 8, beispielsweise in Form einer bekannten Mehrgliederkette, transportiert die Kleinteile durch den Härteofen 9. Die Mehrgliederkette ist mittels Spannrollen 8a gespannt. Der Antrieb erfolgt über die Antriebseinheit 8b. Die den Härte­ ofen 9 verlassenden Kleinteile weisen eine sehr hohe Tempe­ ratur auf, wenn diese in eine Abkühlvorrichtung 1 in Form einer Hohlkammer hineinfallen. Nach dem Verlassen der Ab­ kühlvorrichtung 1 gelangen die Kleinteile in eine Zellrad- Schleuse 13, die z. B. ein Abschreckbad 11d in Form eines Wirbelbettes gegenüber dem Härteofen 9 abdichtet. Flüchtige Teile des sich in einer Retorte 11 befindlichen Abschreckbades 11d könnten sonst in den Härteofen 9 gelangen und diesen beschädigen.

In der Retorte 11 wird mittels einströmendem Gas Pulver in einen fluidisierten Zustand überführt, so daß ein Wirbel­ bett entsteht, das als Abschreckbad 11d dient. Die vom Här­ teofen 9 kommenden, durch die Abkühlvorrichtung 1 fallenden Kleinteile werden in dem Wirbelbett mit einer dünnen Schicht überzogen. Der Transport der Kleinteile innerhalb des Wir­ belbettes erfolgt über eine schräg angeordnete Trommel 11a, die im Innern eine nicht dargestellte Transportwendel für die Kleinteile aufweist. Die zum austrittseitigen Ende 11c transportierten Kleinteile gelangen somit wieder aus der Retorte 11 und fallen auf ein Förderband 12, welches die Kleinteile abtransportiert.

Die Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung gegenüber Fig. 1 die Abkühlvorrichtung 1 in Form einer Hohlkammer, in der mehrere Platten 3 angeordnet sind. An diesen befindet sich eine Einrichtung 4 zur Temperaturregulierung in Form eines Rohres 4b, durch welches das Heiz- bzw. Kühlmedium 4a fließen kann. Die Rohre 4b sind dabei an den Platten 3 so angeordnet, daß diese durch die auf die Platten fallenden Kleinteile nicht beschädigt werden können.

Die Durchlaufzeit der Kleinteile durch die Abkühlvorrichtung 1 kann durch die einstellbare Neigung der Platten 3 erreicht werden. Abhängig von der eingestellten Neigung der Platten 3, weisen diese unterschiedliche Abstände zu den seitlichen Wänden der Hohlkammer auf. Damit keine Kleinteile in diesem Bereich durchfallen bzw. verhängen können, sind an den seitlichen Wänden Federbleche 4c befestigt, die sich jeweils der eingestellten Neigung der Platten 3 anpassen und somit einen entsprechenden Übergang bilden. Vorzugsweise sind in der Hohlkammer der Abkühlvorrichtung 1 zehn Platten 3 ange­ ordnet. Die Anzahl der Platten 3 ist auf den jeweiligen An­ wendungsfall abzustimmen.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der Einrichtung 4 zur Temperaturregulierung. Die auf der Rückseite der Platten 3 angeordneten Rohre 4b sind schlangenförmig ausgebildet. Die Verbindung mit den Platten 3 kann mechanisch mittels einer Löt-, Klebe-, Schraub-, Niet- oder Schweißverbindung wär­ meleitend erfolgen. Als Heiz- bzw. Kühlmedium 4a dient eine Flüssigkeit, deren eigene Temperatur mittels eines Wärmetauschers und der Strömungsgeschwindigkeit stabilisiert wird.

Die Temperaturregulierung kann auch mittels anderer Kühl- bzw. Heizkörper erfolgen, die durch Gießen, Pressen, Tief­ ziehen, Verschweißen, Verschrauben oder Verkleben herge­ stellt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Abkühlung von Kleinteilen zwischen ei­ nem Härteofen (9) und einem Abschreckbad (11d), ge­ kennzeichnet durch eine endseitig offene Hohlkammer, in der Platten (3) hintereinander und gegeneinander ver­ setzt gegenüber der Hohlkammerwand geneigt angeordnet sind, wobei der Neigungswinkel (a) der Platten (3), ge­ messen gegenüber der Hohlkammerwand, einstellbar ist und die Platten (3) wärmeleitfähig sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (3) eine Einrichtung (4) zur Wärmere­ gulierung aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) zur Wärmeregulierung als der Durchführung eines Mediums (4a) dienendes Rohr (4b) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung (4) zur Wärmeregulierung auf der dem Kontaktierungsbereich (3a) der Platten (3) abgewandten Seite angeordnet ist.