DE656429C - Verfahren und Vorrichtung zum selbsttaetigen verzugsfreien Haerten von Zahnraedern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum selbsttaetigen verzugsfreien Haerten von Zahnraedern

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DE656429C
DE656429C DEK142115D DEK0142115D DE656429C DE 656429 C DE656429 C DE 656429C DE K142115 D DEK142115 D DE K142115D DE K0142115 D DEK0142115 D DE K0142115D DE 656429 C DE656429 C DE 656429C
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cooling
pressure
hardening
flow
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Klingelnberg GmbH
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Witwe Ferdinand Klingelnberg Soehne GmbH
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/32Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen verzugsfreien Härten von Zahnrädern Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung des durch Patent 564 328 geschützten Verfahrens zum selbsttätigen verzugsfreien Härten von Zahnrädern dar, wobei die Zahnräder mittels Matrizen unter Druck im Raum festgehalten «>erden und die Härte- bzw. Abkühlflüssigkeit durch in den Matrizen vorgesehene Aussparungen auf das Härtegut geführt wird.
  • Nach diesem Patent ist vorgesehen, daß die das Härtegut mit regelbarem Druck festhaltenden Matrizen der Form und der Oberfläche der Zahnräder so angepaßt sind, daß jeweils die Zahnlücken des zu härtenden Zahnrades mit den Aussparungen in den Matrizen Zwangsführungen für das in an sich bekannter Weise rückgekühlte -und gereinigte Härteöl bilden, durch die der mit großer Geschwindigkeit im Kreislauf zu- und abgeführte Ölstrom entweder radial von innen nach außen !oder umgekehrt gleichmäßig strömen muß.
  • Um nun die Gleichmäßigkeit der Härtung noch weiter zu verbessern und die Härtung noch verzugsfreier durchzuführen, wird gemäß der vorliegenden Zusatzerfindung das .auf. Härtetemperatur erhitzte Zahnrad zunächst durch Überfluten mit Öl vorgekühlt, sodann in der Paßforin unter regelbarem Druck festgehalten und dabei durch weiteres Umspülen mit Öl vollständig abgekühlt; d. h.. der nach dem Hauptpatent vorgesehenen ersten Verfahrensstufe, nämlich dem Festspannen des Zahnrades in einer Paßform, wird eine neue Verfahrensstufe vorgeschaltet, in welcher das Zahnrad vorgekühlt wird. Auf diese Weise wird der Betrag, um. welchen sich das abkühlende Härtegut unter Druck zusammenzieht, wesentlich vermindert, was sich in der Güte der Härtung günstig auswirkt.
  • In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausübung des neuen Verfahrens in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. i die Seitenansicht einer Härtevorrich; tung mit der Steuervorrichtung für die Ölströme. Die Steuervorrichtung ist dabei der besseren Anschaulichkeit halber in einem größeren Maßstabe dargestellt als die Maschine, Fig.2 und 3 die Steuervorrichtung nach Fig. i in mehreren anderen Arbeitsstellungen. In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel des Hauptpatents weist die dargestellte Härtevorrichtung ein als Behälter für die ölkühlflüssigkeit ausgebildetes Bett 5 auf. Darauf ist ein als Preßstromverteiler ausgebildeter Tisch 4 mit einer Untermatrize 2 für das .Zahnrad, beispielsweise ein Kegelrad i, angebracht. Um eine bessere Zuleitung des Kühlmittels zu ermöglichen, ist die Oberfläche der Untermatrize mit Kanälen und Nuten versehen. Die Bohrung des Kegelrades wird von einem mehrteiligen Zentrierstück r2--. ausgefüllt.
  • Die Obermatrize 3, die von oben auf das Zahnrad drückt, sitzt an einem Kolben-2o., der in Fig. r in Hochstellung gezeichnet, in einem Druckzylinder 19 geführt wird. Indem Kolben 2o sitzt ein zweiter, in der Darstellung nicht sichtbarer Kolben von kleinerem Querschnitt, der mit seinem kegelförmig auslaufenden Schaft 22 in das Zentrierstück 12 eindringt und dieses gegen die Bohrung des Werkstückes preßt.
  • Zum Betrieb der Härtevorrichtung körnen nach der im Hauptpatent vorgesehenen. Weise unter verschieden hohen Drücken stehende Ölströme verwendet werden, nämlich eint Hochdruckstrom zur Betätigtuig der Preßvorrichtung und ein Niederdruckstrom fürden Umlauf des Kühlöles. Es ist aber auch möglich, die Härtevorrichtung mit nur einem einzigen ölstriorn zu betreiben. Dadurch wird eine bauliche Vereinfachung erzielt. Von dieser Möglichkeit ist in dem dargestellten Beispiel Gebrauch gemacht. Die @erfiorderlichen Drücke werden den einzelnen Zweigen der Leitung mittels Drosselventilen 6o erteilt.
  • Der Ölstrom tritt durch die Leitung 4o in das Steuergehäuse 4 r ein. Von diesem führt eine Rohrleitung 42 in den oberen und eine Rohrleitung 43 in den unteren Zylinderraum des Preßkolbens 2o. Ferner wird von dem Steuergehäuse 4. r eine Rohrleitung 44 für den Ölkühlstnom und eine Leitung q:5 für den Abfluß abgezweigt. Die Leitung für den Ölkühlstriom ist wieder unterteilt, und zwar derart, daß durch entsprechendes Einstellen des Hahnes 46 der ölkühlstnom wahlweise durch die Abzweigung 44 Moder 44" dem Zahnrad zugeführt werden kann. Im ersten Falle fließt der öllcühlstnom durch die Bohrung des Rades und durch die Kanäle des Zentrierstückes nach außen; im anderen Falle verläuft der ölkühlstrom entgegengesetzt. Bei Anwendung der .erfindungsgemäßen Vorkühlung wird der erstere Fall, d. h. die Richtung des Stromes von innen nach außen, bevorzugt.
  • Zur Steuerung und Regelung des Ölstromes dienen zwei Handhebel 47, 48 mit Hähnen 47' und 48' und ferner ein selbsttätig wirkender Steuerschieber 49. Mittels des Handhebels 47 wird die Durchflußgeschwindigkeit einer von dem Steuerschieber abgeleiteten Leitung verändert -und damit die Zeitdauer der Vorkühlung geregelt. Der Handhebe148 nimmt zu Beginn des Verfahrens die in Fig. r angedeutete Stellung ein. In dieser wird der Leitung 43 und damit dem, unteren Zylinderraum 01 zugeleitet, während alle andefen Zuleitungen geschlossen sind. Infolgedessen wird der, Preßkolben 2o in Hochlage gehalten. In dieser Stellung wird das auf HärtetQmp.e-:ratur erhitzte Zahnrad auf die Matrize 2 geregt und seine B:öhr ung mit dem Zentrier-Ack 12 versehen. Darauf wird dann der Handhebe148 in seine entgegengesetzte. Lage geschwenkt (Fig. 2), was eine axiale Fortbewegung des Steuerschiebers .19 zur Folge hat, und zwar erfolgt diese Verschiebung stufenweise und mit unterschiedlicher Grschwindigkeit. Sie' ist beendet, wenn der Schieber seine gegeniiberlieg ende Endstellung erreicht hat.
  • Wie aus der Darstelhulg ersichtlich, erfolgt die Bewegung des Steuerschiebers 49 durch die Wirkung eines von der 40 abgezweigten Ölstromes 5o, .dessen Strömungsrichtung durch Verstellen des Vierwegehahnes 48' verändert werden kann. An dem Vier -wegehahn 48' greift der @ Handhebel 48 an. durch dessen Umstellen der Ölstrom 5o wahlweise an ,das eine oder andere Ende des Steuerschiebers geleitet wird.
  • Um nach der Umstellung des Hebels 48 aus seiner Stellung gemäß Fig. r in seine Stellung gemäß Fig.2 ein stufenweises Vorschieben des Steuerschiebers zu erreichen, ist dieser wie auch der den Schieber aufzunehmende Zylinderrahm nach dem einen Ende zu stufenweise verjüngt, derart, daß sich vor der einen Stirnfläche des Schiebers ein Zylinderraum 5 r von kleinerem. Durchmesser und im Bereich der ersten ringörmigen Einarbeitung des Schiebers ein Zylinderraum 52 von größerem Durchmesser bildet. Der kleine Zylinderraum 5 r steht durch die beiden Kanäle 53 und 54, der große dagegen durch die Kanäle 55 und 56 mit dem Steuerkanal 5o in Verbindung. Ferner sind beide Räume durch einen in den Steuerschieber neingearbeiteten Kanal 57 verbunden. Dieser Kanal ist mit einem Rückschlagventil58 versehen (Fig. r), wodurch ein. Ausfließen des Öles aus dem größeren Raum 52 in den kleineren Raum 5 r verhindert wird. In dem Kanal 5 5 sitzt der Steuerhahn 47', mittels dessen Handhebel 47 die Ablaufgeschwindigkeit des durch den Kanal 5 5 austretenden Öles geregelt wird.
  • Wird der Handhehe148 aus seiner Stellung in Fig. r auf die entgegengesetzte Seite geschwenkt, so bewirkt der Steuerstrom ein Fortbewegendes Steuerschiebers in Richtung auf den abgestuften Zylinderraum. Diese Verschiebung erfolgt zunächst schnell, denn sowohl der Zylinderraum 51 wie 52 können durch die Kanäle 53 und' 56 ioh.ne größere Widerstände entleert werden. Bei dem weiteren Vordringen des Schiebers wird der Kanal 56 geschlossen, und das in dem Raum 52 vorhandene Öl kann nur durch den Kanal 55 verdrängt werden. Dieser Kanal ist aber mittels des Hahnes 47' mehr oder weniger abgedrosselt, so daß das Öl nur mit verminderter Geschwindigkeit abfließt. Damit wird auch die Geschwindigkeit des Schiebers vermindert. Auf seinem weiteren Wege gibt dann. der Schieber den Kanal 54 frei, so daß nunmehx der Raum 52 über diesen Kanal 54 schnell entl@e,ert wird und auch der Schieber 49 mit erhöhter Geschwindigkeit bis zu seiner Endstellung vordringt.
  • In der ersten Stufe der selbsttätigen Schaltbewegung bewegt sich der Steuerschieber 49, wie loben erläutert, mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit. Er bewirkt dabei ein Verschließen der Zuflußleitung 43' für den unteren Zylinderraum und ein Öffnen der Leitung 44' für den ölkühlstnom. Infolgedessen wird das Zahnrad in dieser ersten Arbeitsstufe mit Öl überspült. Ferner werden dabei beide Zylinderräume bzw. ihre Leitungen 42, 43 mit der Abflußleitung verbunden, so daß. sich in dieser Stufe der Preßkolben abwärts senkt, bis die Obermatrize auf das Zahnrad trifft, ohne dabei einen größeren Druck auf dieses auszuüben.
  • Das Senken des Preßstempels in dieser ersten Arbeitsstufe ist zur Durchführung des neuen Verfahrens nicht unbedingt erforderlich, da ja der :eigentliche Preßdruck erst in einer späteren Stufe ausgeübt wird. In diesem Beispiel ist aber das vorzeitige Senken des Preßstempels einmal deshalb vorgesehen, weil durch die Abdeckung des Zahnrades mittels der Obermatrize eine übermäßige Rauchentwicklung beim Vorkühlen verhindert wird. Außerdem wird dadurch aber auch eine Verkürzung der Arbeitszeit erzielt.
  • Während der Vorkühlung bewegt sich der Steuerschieber 49 mit geringerer Geschwindigkeit. Hat er mit dieser Geschwindigkeit eine gewisse Strecke zurückgelegt, so gibt er die Abflußleitung 54 frei, die dann durch schnelles Ableiten des Öles ein schnelleres Vorschieben des Steuerschiebers 49 in seine gegenüberliegende Endstellung (Fig. 3) bewirkt. In dieser Stellung fließt der ölkühlstnom, außerdem wird durch die Leitung 42 dem oberen Zylinderraum Öl zugeführt, so daß das Zahnrad unter Druck gesetzt wird.
  • Nach beendeter Abkühlung schwenkt .man den Handhebel 48 in seine Ausgangsstellung zurück (Fig. i). Dadurch gelangt auch der Steuerschieber 49 wieder in seine Ausgangsstellung. Infolgedessen wird der Olkühlstrom geschlossen und der Preßstempel in Hochstellung gebracht, so daß das gehärtete Werkstück ,abgehoben und ein neues aufgelegt werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. So kann beispielsweise anstatt eines geradlinig bewegten Steuerschiebers ein Drehkolben angewendet oder auch der Ablauf der einzelnen Arbeitsstufen, mittels einer Uhr geregelt werden.

Claims (5)

  1. PATEN TA NSPRÜei-iE i. Verfahren zum selbsttätigen verzugsfreien Härten von Zahnrädern, bei welchen das Zahnrad unter regelbarem Druck in einer aus Unter- und Obermatrize bestehenden Paßform festgehalten und von einem Ölstrom umspült wird, nach Patent 564 328, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Härtetemperatur erhitzte, auf der Untermatrize liegende Zahnrad zunächst durch Überfluten 'mit Öl vorgekühlt, sodann in der Paßforrn unter regelbarem Druck festgehalten und dabei durch weiteres Umspülen im Ölstrom vollständig abgekühlt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad während des Vorkühlens von der noch keinen Druck ausübenden Paßform eingeschlossen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kühlen und Pressen ein einziger Ölstrom verwendet wird.
  4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für den öllz:ühlstrom (44) mit der Steuervorrichtung für den ölpreßstrom (42, 43) derart gekuppelt ist, daß von einer Bedienungsstelle (48) aus der Ablauf aller Arbeitsstufen geregelt wird.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch .gekennzeichnet, daß zur Regelung einzelner Arbeitsstufen ein. hydraulisch bewegter Steuerschieber (49) vorgesehen ist, dessen Schaltgeschwindigkeit mittels in die Abflußleitungeingebauter Drosselvorrichtungen (47) wahlweise derart verändert werden kann, daß die Zeitdauer des Vorkühlens beliebig einstellbar ist.
DEK142115D 1936-05-08 1936-05-08 Verfahren und Vorrichtung zum selbsttaetigen verzugsfreien Haerten von Zahnraedern Expired DE656429C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE956310C (de) * 1952-03-06 1957-01-17 Bochumer Ver Fuer Gussstahlfab Verfahren und Vorrichtungen zum gebrochenen Haerten von Stahlteilen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE956310C (de) * 1952-03-06 1957-01-17 Bochumer Ver Fuer Gussstahlfab Verfahren und Vorrichtungen zum gebrochenen Haerten von Stahlteilen

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