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Vorrichtung und Verfahren zum Härten von Umdrehungskörpern Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Härten von Umdrehungskörpern, z. B. zylindrischen
Bolzen oder Wellen u. dgl., nachfolgend als Werkstücke bezeichnet, welche, auf Härtetemperatur
erhitzt, zwischen einer Anlage und umlaufenden Richtscheiben in Umdrehung gesetzt
-und abgeschreckt werden.
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Die Erfindung bezweckt, das Krummwerden und Verziehen der Werkstücke
während der Härtung zu verhindern und eine vollkommen gleichmäßige, von weichen
Stellen freie Härte zu erzielen, und zwar ohne auf die Werkstücke einen Walzdruck
auszuüben, so daß auch Werkstücke mit schwierigen Querschnittsprofilen gehärtet
werden können, wie z. B. Werkstücke mit Nuten, Kerben oder anderen Einarbeitungen.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein selbsttätiger ununterbrochener Arbeitsfluß
ermöglicht werden.
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Erreicht wird dies dadurch, daß die Werkstückauflage als Schiene ausgebildet
ist, welche in solcher Höhe und Richtung zwischen den Richtscheiben angeordnet ist,
daß die in Längsrichtung auf die Schiene zwischen die Richtscheiben gelangenden
Werkstücke etwa in der durch die beiden Richtscheibenachsen gelegten Ebene durch
Eigengewicht oder mittels einer zusätzlichen Kraft zwischen den Richtscheiben hindurchbewegt
werden.
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Es sind zwar schon Härtevorrichtungen bekanntgeworden, bei denen die
Werkstücke zwischen einer Anlage und umlaufenden Richtscheiben gehärtet werden.
Bei diesen Vorrichtungen sind jedoch die Werkstücke einem Walzdruck ausgesetzt,
so daß Werkstücke mit Nuten o. dgl. nicht gehärtet werden können. Auch ist ununterbrochener
Arbeitsfluß nicht möglich.
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Die Richtscheiben der Vorrichtung nach der Erfindung können so ausgebildet
und angeordnet sein, daß als Richtflächen entweder zylindrische oder kegelige Mantelflächen
oder Stirnflächen zur Wirkung kommen. Es können entweder zwei Mantelflächen oder
Stirnflächen oder auch je eine Mantel- und Stirnfläche zusammenarbeiten. Die Richtscheiben
können aus jedem beliebigen Werkstoff bestehen; auch können in die Richtflächen
schmale Rillen eingedreht sein, um dem Kühlmittel besseren Zutritt zum Werkstück
zu ermöglichen.
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Vorzugsweise werden die Richtscheiben so angetrieben, daß die Richtfläche
der einen Scheibe mit einer der verlangten Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes
angepaßten Umfangsgeschwindigkeit von der Auflageschiene ,abläuft und dabei das
Werkstück durch Berührung in Umdrehung versetzt, während die Richtfläche der zweiten
Richtscheibe mit größerer Umfangsgeschwindigkeit auf die Auflageschiene zuläuft
und dadurch .ein Abheben des Werkstückes von der Auflagefläche verhindert.
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Die Vorrichtung kann nun so arbeiten, daß der Richtrachen zwischen
den Richtflächen zwecks Einlegen eines Werkstückes durch Auseinanderziehen der Richtscheiben
vergrößert und nach Einlegen des Werkstückes
wieder bis auf den
Werkstückdurchmesser verengt wird. Der Richtrachen kann aber auch auf das Werkstückmaß
fest eingestellt sein. Diese Arbeitsweise ergibt in Verbindung mit der Anordnung
der Führungsscheiben und der Auflageschiene nach der Erfindung bereits erheblich
bessere Ergebnisse als die vorbekannte Einrichtung.
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Die besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn eine der Richtscheiben
so eingestellt wird, daß .auf das Werkstück eine axiale Vorschubkraft ausgeübt wird
und dadurch das Werkstück bei fest eingestelltex Rachenweite in seiner Längsrichtung
durch den Richtrachen ganz durchläuft oder bis an ;einen Anschlag hineinläuft und
dann wieder zurückgeholt wird. Die axiale Vorschubkraft für .das Werkstück entsteht
vorzugsweise durch Neigen oder Versetzen der Achse .ein-er der Richtscheiben, insbesondere
der langsam laufend7en. Mitunter wird es zur Aufbringung der erforderlichen axialen
Vorschubkraft genügen, wenn die Auflageschiene samt ,den Richtscheiben um etwa q.5°
oder mehr schräg gestellt werden.
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Da die Härtevorrichtung gemäß der Erfindung einen selbsttätigen ununterbrochenen
Arbeitsfluß ermöglicht, kann sie an einen Durchlaufhärteofen angeschlossen werden.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar ist in Abb. i und 2 eine Härtevorrichtung in zwei Seitenansichten
.gezeigt, bei der zylindrische Mantelflächen die Richtarbeit ausüben. In dem zwischen
den Richtscheiben i und 2 gebildeten Richtrachen .ist die Auflageschiene 3 derart
angeordnet, daß die Achse des auf ihr aufliegenden Werkstückes q. ungefähr in Höhe
der Achsen der Richtscheiben i und 2 liegt. Oberhalb der Auflageschiene 3 ist zwischen
den Scheiben i und 2 eine Düse 5 für die Zuführung des Kühlmittels, z. B. einer
Härteflüssigkeit bzw. eines Luftstromes u.,dgl., angeordnet. Damit das Abfließendes
Kühlmittels in den Sammelbehälter 6 unterstützt wird, ist die Härtevorrichtung etwas
schräg gestellt. Außerdem ist die Achse der Richtscheibe 2 gegenüber der Achse der
Richtscheibe i etwas geneigt, damit auf das Werkstück ¢ eine axiale Vorschubkraft
ausgeübt und das Werkstück q. durch den Richtrachen hindurchgetrieben wird.
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Die Vorrichtung arbeitet nun folgenderweise Nachdem die Scheiben i
und 2 . in Pfeilrichtung in Umdrehung gesetzt und ein durch eine Pumpe erzeugter
Kühlmittelstrahl aus der Düse 5 herausströmt,- werden auf die Härtetemperatur erhitzte
Werkstücke 4. nacheinander auf die Auflageschiene 3 aufgelegt, die dann sofort von
den Scheiben i und erfaßt, in Drehung versetzt und zwischen den Scheiben i und 2
und unter der Düse 5 hindurch in den Sammelbehälter 6 befördert werden. Die Vorschubgeschwindigkeit
des Werkstückes q. wird nach Bedarf geregelt, jedoch so, daß die jeweilig notwendige
Abkühlung noch zwischen den Richtscheiben i und 2 stattfindet. Da die Abkühlung
der Werkstücke q. in der Zeit erfolgt, in der diese zwischen den Scheiben i und
2 sich in schneller Umdrehung befinden, ist ein Krummwerden der Werkstücke q. ganz
unmöglich.
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Die Härtevorrichtung gemäß Abb. i kann auch so schräg gestellt werden,
daß auf die Schiene 3 gelegte Werkstücke q. durch ihr eigenes Gewicht durch den
Rachen hindurchbefördert werden.
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In Abb.3 und q. ist ein Ausführungsbeis 11 in Vorderansicht
und Aufsicht dargepie stellt, bei dem die Werkstücke q. zwischen kegeligen Stirnflächen
der Richtscheiben ia und 2a gerichtet und abgekühlt werden. Die Werkstücke q. können
hierbei durch mechanische Vorschubwirkung oder durch ihr eigenes Gewicht gemäß der
Abb. i und 2 in axialer Richtung durch den Richtrachen hindurchgeschoben werden.
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In Abb. 5 ist das Härten abgesetzter Werkstücke in einer schematischen
Aufsicht gezeigt. Zwischen den Richtscheiben i und 2 ist ein Anschlag 7 angeordnet,
der der Werkstückform entsprechend einstellbar sein kann. Das Werkstück q.a kann
in axialer Richtung bis an den Anschlag 7 heran- und dann. wieder zurückbewegt werden.