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Einrichtung zum verzugsarmen Härten von Zahnrädern Mit dieser Erfindung
werden solche Einrichtungen zum verzugsarmen Härten von Zahnrädern und zahnradähnlichen
Körpern verbessert, mit deren Hilfe das auf Härtetemperatur erhitzte Zahnrad unter
Druck in einer Ober- und Untermatrize bestehenden Maßform gehalten und von einem
Kühlstrom umspült wird. Sie besteht in erster Linie darin, daß einer Obermatrize
und dem sie tragenden Stempel mehrereUntermatrizenzugeordnet sind, und zwar derart,
daß sie wechselweise in den Arbeitsbereich der Obermatrize gebracht werden -können.
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Gegenüber den bekannten Einrichtungen dieser Art hat die neue Einrichtung
den Vorteil, daß noch vor Beendigung des Abkühlvorganges das nächste zu härtende
Rad auf die jeweilig freie Untermatrize gelegt werden kann: die Zahl der stündlich
härtbaren Räder wird wesentlich erhöht, weil die Nebenzeit in die Hauptzeit einbezogen
ist. Zweckmäßig werden die beiden Untermatrizen auf einen hin und her verschiebbaren
Tisch angeordnet. Auf diese Weise wird das Ziel dieser Erfindung mit baulich einfachen
Mitteln erreicht. Aus dem gleichen Grunde empfiehlt es sich, die Tischbewegung von
der hydraulischen Einrichtung abzuleiten, die auch den Druckstempel betätigt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines
Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In den Zeichnungen bedeuten: Bild i eine
Einrichtung zum ver2ugsarmen Härten von Zahnrädern von vorn gesehen, Bild 2 eine
Ansicht von oben zu Bild i, Bild 3 eine Teilansicht zu Bild i, Bild 4 eine hydraulische
Anlage zu der Einrichtung nach Bild i.
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Ein länglicher, als Behälter für die Kühlflüssigkeit dienender Unterbau
i trägt in der Mitte einen
turmartigen Aufbau 2. In diesem ist ein
auf und ab verschiebbarer Stempel 3 geführt. Die untere Stirnseite dieses Stempels
trägt die das zu härtende Rad von oben abzudeckende Obermatrize 4. Das Rad selbst
ruht auf einer meist als ebene Scheibe ausgebildete Untermatrize 5. Diese ' ruht
zusammen mit einer zweiten Untermatrize 6 auf einem Schlitten 6°, der auf dem Unterbau
i so hin und her verschiebbar ist, daß entweder, wie dargestellt, die Untermatrize
5 genau senkrecht unter der Obermatrize liegt oder .der Untermatrize 6. Eine Untermatrize
befindet sich also jeweilig in Arbeitsstellung, während die anderen zum Abheben
des gehärteten und zum Auflegen des nächsten erhitzten Rades freiliegt.
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An sich ist die Arbeitsweise solcher Härteeinrichtungen bekannt und
bedarf hier keiner weiteren Erklärung. Die von der Kühlflüssigkeit vollkommen getrennte
Hydraulikflüssigkeit wird in dem Aufbau 2 aufbewahrt. Ein Motor 7 bewirkt in bekannter
Weise ihren Umlauf. Durch einen Kanal 8 wird die Kühlflüssigkeit der jeweilig in
Arbeitsstellung befindlichen Matrize von dem Behälter i aus zugeführt.
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Zur Hinundherbewegung des Untermatrizentisches dient ein Flüssigkeitszylinder
9, der an der unteren Tischseite befestigt ist und über eine ortsfeste Kolbenstange
io gleitet. Wie Bild 4 zeigt, erfolgt die Zuleitung der Hydraulikflüssigkeit durch
die hohlen Kolbenstangen. Dieses Bild läßt ferner erkennen, daß die Einrichtung
für die Tischbewegung und zum Heben und Senken des Stempels 3 eine einheitliche
Hydraulikanlage bildet.
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In der Bahnrichtung der Untermatrize, Pfeil i i in Fig. 4 sind beiderseitig
der Obermatrize bzw. des diese tragenden Stempels 3 über Kolben 12 zu hebende und
zu senkende Türen 13 angebracht.
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Um diejenigen Teile' der hydraulischen Anlage verständlich zu machen,
die sich auf die neuartige Ausbildung dieser Einrichtung beziehen, werden nachfolgend
vorab einige an sich bekannte Teile der hydraulischen Einrichtung in die Erklärung
einbezogen.
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14 ist eine Hydraulikpumpe, von der eine Leitung 15 zu dem Ein- und
Ausschaltschieber 16, eine Leitung 17 zu dem Steuerkolben 18 für den Druckstempel
und eine weitere Leitung i9 zu dem Steuerhahn 20 für die Tisch-Hinundherbewegung
führt. Eine elektrische Schaltuhr 22 steht mit dem Steuerkolben 16 zum Ein- und
Ausschalten in Verbindung. Sie setzt die gesamte Anlage nach einer vorher eingestellten
Zeit still. Eine zweite elektrische Schaltuhr 21 wirkt auf den Steuerkolben 18 und
bewirkt, daß der Stempel mit der Obermatrize zunächst um eine eingestellte Zeit
hochgehalten wird, während die Kühlflüssigkeit schon fließt, um sich nach Ablauf
dieser Zeit schnell auf das Härtegut zu senken.
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Es ist bekannt, diese erste Stufe des Abkühlens so zu bewerkstelligen,
daß der Druckstempel eine vorher eingestellte Zeit langsam gesenkt wird, um nach
Ablauf dieser Zeit die letzte Wegstrecke schnell zurückzulegen. Bei dieser mit mehreren
Untermatrizen arbeitenden Einrichtung ist es wichtig, den Stempel während der Vorkühlzeit
hochzuhalten. Das hat auch den Vorteil, daß eine Erwärmung des sonst langsam und
unter hohem Druck aus dem unteren Zylinderraum ausfließenden Öles vermieden wird.
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Zur Erreichung dieses Zieles wird der Steuerkolben 18 durch Wirkung
des Elektromagnets 43 gesperrt, sobald er nach dem Einschalten der Maschine, nachdem
die Leitung 25 unter Druck gesetzt wird und bestrebt ist, den Steuerhahn in eine
andere Endstellung zu bringen. In der gesperrten Stellung fließt Druckflüssigkeit
durch die Leitung 44 in den oberen Zylinderraum 45, der Kolben vermag sich aber
nicht zu senken, weil der untere Zylinderraum 46 durch die Leitung 47 noch keinen
Abfluß hat; die Abflußleitung wird noch durch den Kolbenteil 48 verschlossen. Sie
wird erst freigegeben, wenn nach Ablauf der eingestellten Zeit die Sperrklinke des
Magnets 43 zurückgezogen und der Steuerkolben in seine gegenüberliegende Endstellung
schnellt.
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Im Rahmen dieser Beschreibung ist es von Interesse, daß die Kolben
12 für die Türen i#3 erst automatisch gehoben werden, wenn Ein- und Ausschalter
16 ausgeschaltet ist und die gezeichnete Stellung einnimmt. In dieser Stellung fließt
über den Handsteuer'hähn 38 von der Leitung 23 ein Strom über die Leitungen 24 unter
die Kolben. Wird der Steuerschieber 18 eingeschaltet, so wird 23 Ablaufleitung.
Der Strom fließt dann über 25, 26 über die Kolben und bewirkt ein Schließen der
Türen.
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Im Bedarfsfalle können die Türen auch außer dieser Reihe gehoben werden,
nämlich durch Betätigung des Handsteuerhahnes 38.
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Bemerkenswert ist ferner, daß der Handsteuerhahn2o'für den hin und
her gebenden Tisch mit einer Rastenscheibe 27 ausgerüstet ist. Solange der Stempel
3 seine Ruhestellung verlassen hat, ist der Hahn 20 gesperrt; der Tisch kann nicht
bewegt werden. So wird verhindert, daß durch Unachtsamkeit oder Ungeschicklichkeit
eine Tischbewegung eingeschaltet wird, bevor der Stempel seine Arbeit verrichtet
und wieder in Ausgangsstellung gegangen ist. Zu diesem Zweck ist die mit der Rastenscheibe
27 zusammenarbeitende Klinke 28 mit einem Kolben 29 verbunden, auf den die Druckleitung
30 wirkt. Nur wenn diese unter Druck steht, ist der Hahn 2o entriegelt. Verfolgt
man den Verlauf der Leitung 30, so stellt man fest, daß dieses nur der Fall sein.
kann, wenn auch die Leitungen 24 unter Druck stehen und die Türen öffnen, was, wie
schon erklärt, nur nach dem Ausschalten des Steuerschiebers 16 möglich ist. So sind
mit einfachen Mitteln diejenigen Sicherheitsmaßnahmen getroffen, 'die bei etwaigen
Störungen Schäden verhindern. Die Pumpe 14 ist eine Zahnraddoppelpumpe. Wirkungsgemäß
verkörpert sie zwei Pumpen mit der einen Zuleitung 31 und zwei Druckleitungen
32' und 32". Die beiden Leitungen 32 sind mittels eines Unterdruckventils
33 so miteinander verbunden, daß bei ausreichender Fördermenge
durch
eine Pumpe (Druckleitung 32') die von der zweiten Pumpe (Druckleitung 32") geförderte
Menge ohne Arbeitsleistung zurückfließt, nämlich durch die Leitung 34.
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Reicht die mit der einen Pumpe geförderte Flüssigkeitsmenge nicht
aus, so entsteht in der Leitung 32' ein Unterdruck, was zur Folge hat, daß der Kolben
35 unter der Wirkung der Feder 36 eine neue Gleichgewichtslage sucht und dabei verschoben
wird, derart, daß die Abflußleitung 34 verschlossen, dafür aber der Druckleitung
32" der Weg freigegeben wird, sich durch die Leitung 37 mit der Leitung der ersten
Pumpe zu verbinden. Der hei der heschriehenen Einrichtung stark schwankende Bedarf
an Druckflüssigkeit wird auf diese Weise berücksichtigt, ohne übermäßig große Pumpenleistungen
zu benötigen. So wird auch eine übermäßige Olerwärtnung vermieden.
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Wie Fig.4 zeigt, bestehen die beiden Pumpen aus einem einzigen Gehäuse
und zwei auf gemeinsamen Achsen 39, 4o sitzenden Zahnradpaaren 41.
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Ein Einschalten der beschriebenen Einrichtung ist nur möglich, wenn
sich der Tisch 6° .in einer seiner beiden Endstellungen befindet. Man erreicht so
die notwendige Sicherheit, daß der Druckstempel nur gesenkt «erden kann, wenn er
über einer Untermatrize liegt.
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Diesem Zweck dienen elektrische Endschalter 49, die über einen Elektromagneten
50 eine Klinke 51 zurückhalten, solange sich der Schlitten 6° unterwegs befindet.
So lange kann der Schieber nicht in seiner Endschaltstellung gehalten werden, die
Feder drückt ihn, wenn das Einschalten versucht werden sollte, in seine Ausschaltstellung
zurück. Die beschriebene Einrichtung ist zum Härten von Zahnradpaaren eingerichtet,
sie kann natürlich auch zum Härten von in der Form zahnradähnlichen Stücken benutzt
werden, z. B. von Kugellagerringen.