DE86163C

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Publication number: DE86163C
Application number: DENDAT86163D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft das Verfahren, Eisen und Stahl (Stahlplatten) zu härten und anzulassen, unter Umständen mit gleichzeitiger Formung und Zurichtung (Pressung) der zu härtenden oder zu tempernden Gegenstände. Das neue Verfahren gründet sich auf die Anwendung von künstlichen, mittelbar zur Wirkung gebrachten Kälteerzeugungsmitteln (Schneesalzmischung, Kohlensäure, verdampfendes und expandirendes Ammoniak u. dergl.), zum Zweck des Abschreckens von vorher erhitztem Metall, sei es, dafs sich der Abschreckprocefs auf den ganzen Metallkörper oder nur auf einzelne Flächen erstrecken soll, abgesehen davon, dafs das Metall in festem oder in geschmolzenem bezw. halbgeschmolzenem Zustande der Behandlung unterliegt, in welchem letzteren Falle dasselbe, in einer Form eingeschlossen, der Einwirkung des ebenfalls in einer äufseren Form circulirenden Kältemittels ausgesetzt wird.

Zur Ausführung des Verfahrens kommen Kastenformen in Anwendung, von welchen einige Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind, und zwar zeigen

Fig. ι und 2 die Kastenform in Oberansicht, theilweisem Schnitt und Querschnitt zur Härtung der Radreifen von Eisenbahnrädern. Hierbei wird das Kältemittel nicht in directe Berührung mit dem Arbeitsstück gebracht, sondern man läfst es in dem ringförmigen, durch den äufseren Kastenmantel A und einen inneren cylindrischen Mantel gebildeten Hohlraum E circuliren. Ein Theil des Kastenmantels wird durch den Deckel F gebildet, welcher bei F¹ eine Scharnierverbindung besitzt und mittelst Schraubenklampen F² F³ in fest geschlossener Lage gehalten wird. Das Kältemittel tritt durch das Rohr D ein und verläfst den Hohlraum E durch einen im Deckel F ausgesparten und zum Scharnierrohr desselben geführten Kanal (Fig. 2).

Eine ähnliche Vorrichtung kann angewendet werden, um Kurbelzapfen und andere runde Theile zu härten.

Bei der abgeänderten Form zur Härtung von Geschofskörpern (Fig. 3 und 4). nimmt das Aufsengehäuse H einen widerstandsfähigen Einsatz K auf, in welchem der Projectilkörper eingesetzt wird. Während die Einführung des Kältemittels durch den Raum zwischen Hund K wie vorher erfolgt, ist zu gleichzeitiger Anwendung eines Prefsdruckes ein Stempel L¹ unter der Wirkung eines Prefskolbens L angeordnet, wodurch auf das Hinterende des Projectils der Stauchdruck ausgeübt wird.

Fig. 5 stellt im Verticalschnitt eine Abänderung der Einrichtung (Fig. 3) dar, bei welcher der Formeinsatz K an der Spitze durchbrochen ist, so dafs die Projectilspitze hier hindurchragt und vermöge- der directen Einwirkung des Kältemittels eine aufserordentliche Härte erlangt, während der übrige verdeckte Geschofsmantel weniger hart wird. Durch verringerte Wandstärke des Theiles K an der Geschofsspitze wird ein allmäliger Uebergang von den härtesten zu den weniger harten Stellen geschaffen.

Hartgufswalzen können in ähnlichen Formen unmittelbar gegossen und dann abgeschreckt werden. Da, wo das Metall mit der Form in Berührung kommt, ist eine kohlenstoffartige Ausfütterung zweckmäfsig; dieselbe wird theilweise durch das geschmolzene Metall zerstört, trägt aber zur wirksamen Härtung der Oberfläche bei.

Fig. 6 ist der Querschnitt eines Formkastens mit zwei Kältemittelbehältern AA, von denen der untere, im Kastensockel hergestellte mit einer dünnen Kupferplatte O abgedeckt ist. Ebenso ist der darüber angeordnete bewegliche Kasten an seiner Unterfläche mit Kupferblech O gedeckt. Zwischen beiden wirksam gekühlten Flächen ist die zu härtende Panzerplatte oder dergl. einzulagern, wobei der obere, an Führungen M geführte Kasten¹ mittelst Stangen N gegen diese Platte. niedergelassen werden¹ kann. Das dünnwandige Schild O aus Kupferblech oder dergl., welches die Kältemischungsschicht von der zu härtenden Platte trennt, kann gegebenen Falles fortgelassen werden.

Mit A⁰A⁰ sind Abzugsröhren am unteren Behälter bezeichnet.

Fig. 7 stellt zwei für Kältemittelfüllung bestimmte Kastenkörper theilweise im Längsschnitt, theilweise in Ansicht dar.

Fig. 8 ist ein zugehöriger Querschnitt (nach der Linie x-x, Fig. 7).'

Zwischen zwei solchen Kastenkörpern kann ein plattenförmiges Arbeitsstück E (in Fig. 7 und 8 punktirt) beiderseitig gehärtet werden.

Jeder Kastenkörper besteht aus einem mit durchgehenden Rippen A"¹ versehenen Kasten A, mit an einem Flantsch A¹ aufgeschraubten, aufsen ebenen Deckel B, der verhältnifsmäfsig dünn ist. Auf seinem Wege durch den von den Rippen Ä² geschaffenen Kanal kühlt das Kältemittel, welches bei. C ein- und bei D ausströmt, den Kastenkörper, namentlich an dessen Deckel b, wirksam ab.

Fig. 9 und 10 (Schnitt nach der Liniey-y, Fig. 9) stellen diejenige Abänderung dar, bei welcher Rohre C¹ an die Kastenwandungen anschliefsen, die entsprechend bei A³ verstärkt sind. Die Rohre dienen zur Ein- und Abführung des Kältemittels.

Nach Fig. 11 (Verticalschnitt einer mit Ummauerung D versehenen Form) ist der ummauerte Raum C, in welchem der Formkasten A Platz findet, mittelst des doppelwandigen oder hohlen Deckels E abgedeckt, welcher ebenso wie der freie Raum C mit Wärme schlecht leitendem Material ausgefüllt wird. Die Kastenform A selbst, mit Deckel A² zur Aufnahme der Platte B eingerichtet, ist von Längsrohren F durchsetzt, in welche das Kältemittel eingeleitet wird. Die Kälte wird an eine in dem Kasten vorgesehene Flüssigkeitsfüllung, bestehend aus Salzlake, Essig, Glycerin oder einem anderen Mittel von höher specifischer Wärme und tiefliegendem Gefrierpunkt, bezw. eine Gas- oder Dampffüllung abgegeben.

Erst nachdem ein gehörig niedriger Temperaturgrad dieser Füllung erzielt ist, wird der abzuschreckende Körper eingesetzt und zur Aufrechterhältung der niedrigen Temperatur das Kältemittel durch die Rohre FF gefördert.

Man kann die Anordnung in der Weise treffen, dafs Formkasten A nicht selbst die Kälterohre enthalten, sondern mittelst aufserhalb verlegter Rohre gekühlt werden. Zur Umspülung der Kühlrohre kann eine (Glycerin-), Füllung, wie vorher angegeben, angewendet werden. In besonderen Fällen wird die Evacuirung der Kastenräume angewendet. Zu diesem Zwecke kann eine Luftpumpe angeschlossen werden.

Eine der Ausführungsform (Fig. 7 und 8) wesentlich gleiche Anordnung zeigen Fig. 12 und 13 (Querschnitt und Aufrifs).

Bei dieser Anordnung besteht der biegsame, membranartige Deckel H¹ aus Blech, zweckmäfsig Kupferblech, welcher mittelst Schrauben JJ, die mittelbar durch Pflöcke J¹J¹ wirken, in eine mehr oder weniger gebogene Form gespannt werden kann, wie sie dem Bogenprofil von zu härtenden Panzerplatten entspricht. Üebrigens können statt der Schrauben Federn zur Ausbauchung des Deckelbleches wirksam sein, wodurch eine selbsttätige Anpassung an die Panzerplatte erzielt wird. Wenn starre Deckelplatten angewendet werden, können sie gemäfs der Form des zu härtenden Gegenstandes gestaltet sein.

Die Formkasten der vorbeschriebenen Art können auch aus mehreren gesonderten Stücken, eine gemeinsame Kühlfläche bildend, hergestellt sein.

Claims

Pa tent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Härten von Stahlplatten u. dergl., dadurch gekennzeichnet, dafs der zu härtende Gegenstand mittelbar unter Anwendung von denselben oder das Kältemittel umschliefsenden, eine Kühlung der sämmtlichen Flächen des Gegenstandes ermöglichenden Kasten, einer .sehr niedrigen Temperatur ausgesetzt wird, wobei eine Berührung des Kälteerzeugungsmittels mit dem Gegenstand nicht stattfindet.

2. Abänderung des unter 1. geschützten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dafs eine stellenweise durchbrochene bezw. mit schwächerer Wandstärke ausgeführte Uebertragungsschicht zwischen der abzuschreckenden Fläche und der anliegenden Kältemittelschicht angewendet wird, zum Zwecke,¹ einzelne Stellen besonders hart, andere gradweise weniger hart zu machen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.