DE896694C - Einrichtung zum Haerten von Blechen unter Zugspannung - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Härten von Blechen unter Zugspannung Es ist bekannt, Bleche- unmittelbar dadurch zu heizen, daß man Strom durch dieselben leitet. Um damit eine genügend schnelle Erhitzung zu bekommen, müssen sehr hohe Stromstärken dazu verwandt werden, die beispielsweise bei Eisenblechen mit i mm Stärke und einer Breite von i m io ooo Amp. und mehr beträgt. Da bei den üblichen Blechlängen die hierzu erforderliche Spannung meist unter io Volt liegt, kommt mit Rücksicht auf die Stromerzeugung nur der übliche Wechselstrom mit 5o Hz in Frage, den man durch einfache Transformatoren sehr wirtschaftlich erzeugen kann. Nun treten bei diesen großen Stromstärken aber bereits sehr starke magnetische Felder auf, die bei einer Frequenz von 5o zu einer solch starken Verdrängung des Heizstromes nach den Außenkanten der Bleche führt, daß sich diese. dort viel stärker erwärmen als auf der übrigen Breite.
• Gegenstand der Erfindung sind Heizvorrichtungen zu Härteeinrichtungen für Bleche größerer Breite, bei denen die stromverdrängenden Felder dadurch aufgehoben werden, daß der das aufzuheizende Blech durchfließende Strom je zur Hälfte in der umgekehrten Richtung durch zwei Eisenbleche geschickt wird, die im Abstand von etwa io m@m die Abschlußwandungen der Heizvorrichtung auf den beiden, Flachseiten des aufzuheizenden Bleches bilden. Dabei können die Wandungsbleche zur Anheizung durch Strahlung mitverwandt werden. Bei Verzichtleistung auf diese 1VIitverwendung als Wärmequelle bilden die genannten Bleche gleichzeitig die Wandungen eines Behälters, der die A.bschreckflüssigkeit nach Erreichung der Härtetemperatur ,aufnimmt bzw. durchfließen läßt. Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung der beiden genannten Abschlußbleche als einzige Wärmeerzeugungsstelle für -die Aufheizung der dabei stromlos bleibenden aufzuheizenden Bleche, wobei die Stromverdrängung in den Abschlußblechen dadurch aufgehoben wird, daß man den Heizstrom durch die beiden Wandungsbleche in einander entgegengesetzter Richtung fließen läßt.
• Nachdem beschriebenen Grundsatz sind als Beispiel drei Härteeinrichtungen schematisch dargestellt; und zwar zeigen die Fig. i bis 3 eine solche zum Härten von einzelnen Blechen mit beschränkter Länge, während die Einrichtungen nach den Fig. 4 und 5 zum Härten von Blechen dienen, die in großen Längen ununterbrochen zulaufen. Erfindungsgemäß sind die Härteeinrichtungen so ausgebildet, daß die Bleche beim Härten unter hoher Zugspannung gehalten werden, um so in bekannterWeisedas Unebenwerden beimAbschrecken zu verhindern.
• ,Die Fig. i zeigt in der Aufsicht ein Blech i, das an beiden Seiten in die Klauen :2 und 3 eingespannt ist. Durch eine auf eine der Klauen wirkende Kraft in der Längsrichtung des Bleches wird dies auch bei Längenänderungen durch die Erwärmung .dauernd unter gleichbleibender Zugspannung gehalten. Die Wandungsbleche ,4 und 5 schließen das Blech i auf beiden Flachseiten ein, während der untere Abschluß durch einen Tisch 6 gebildet wird, durch dessen Anheben das Blech i von unten her zwischen die W andungsbleche 4 und 5 geschoben wurde. Nach dem Einschalten der Primärwicklung des Transformators 7 fließt der Heizstrom von der Sekundärwicklung 8 über die angeschlossene Klaue 3 durch das Blech i zur Klaue 2 und von dieser zur Hälfte - durch das obere Wandungsblech 4, zur anderen Hälfte durch das untere Wandungsblech 5 zur Sekundärwicklung 8 zurück. Wie die eingezeichneten Strompfeile, deren Länge etwa dem anteiligen Strom entspricht, erkennen lassen, sind über die ganze Länge des Bleches die magnetisierenden AWaufgehoben, so daß sich die Stromstärke gleichmäßig über die ganze Blechbreite verteilen kann, wodurch sich dieses auch gleichmäßig erwärmt.
• Beim Erreichen der Härtetemperatur wird durch das über den Wandungsblechen angeordnete, unten geschlitzte .Rohr 9 die Abschreckflüssigkeit, auf die ganze Blechlänge verteilt, zugeführt, -die zwischen dem abzuschreckenden Blech und den Wandungsblechen 4 und 5 nach unten durchströmt und durch einen zwischen den Wandungsblechen und dem Tisch 6 belassenen Spalt sowie durch Spalte zwischen den Klauen 2 und 3 und -den Enden der Wändungsbleche abfließt.
• Bei .der beschriebenen Einrichtung wird die Dicke der Wandungsbleche gegenüber jener des aufzuheizenden Bleches so groß bemessen, daß in diesen eine namhafte Erwärmung nicht auftritt; sie bleiben daher im wesentlichen kalt, und man verzichtet daher auf einen Wärmeschutz ihrer Außenseiten.
• Bei der Härteeinrichtung nach .der Fig. 4 läuft das zu härtende Blech io links oben ununterbrochen zu und wird zunächst über die Walze i i geführt, gegen die es auf beiden -Seiten durch die Walzen 12 und 13 gepreßt wird.. Von hier aus wird es durch die Wandungsbleche 14 und 15 senkrecht nach unten zur Walze 17 geführt,,die innerhalb des Behälters 16 unterhalb des Spiegels der Abschreckflüssigkeit angeordnet ist. Der Umschlingungs-Winkel des Bleches ist auf dieser Walze mit Rücksicht auf das durch die Flüssigkeit begünstigte Gleiten größer gehalten als bei der oberen Walze i i. Zwecks gesicherten Stromüberganges zwischen Blech und Walze wird auch hier .das Blech durch die beiden Walzen 18 und ig gegen die Walze 17 gepreßt. Über die Walze 1g tritt das Blech io wieder aus der Abschreckflüssigkeit aus.
• Die Walze 17, deren beide Zapfen mittels Stopfbüchsen durch die Behälterwand geführt sind, wird angetrieben, und zwar so, daß das Blech mit einer Geschwindigkeit von einigen Metern in der Minute in die Flüssigkeit einläuft. Durch Abbremsen der Walze i i wird das Blech in bekannter Weise dauernd unter der Zugspannung gehalten, die sein Unebenwerden beim Härten verhindert.
• Zwischen den Walzen i i und 17 wird das Blech io vom Heizstrom durchflossen, wobei dieser die durch die eingezeichneten Pfeile angedeutete Richtung als Augenblickswert haben möge. Der Strom wird den Walzen i i und 17 durch Kontaktstücke zugeführt, welche auf Ringen schleifen .(2o und 21), die auf den freien Walzzapfen sitzen. Bei .der geringen Umfangsgeschwindigkeit von nur einigen Zentimetern je Sekunde können die Kontaktstücke sehr stark auf die Schleifringe gedrückt werden, so daß eine ungewöhnlich hohe Belastung für diese zugelassen werden kann.
• Der Heizstrom wird beispielsweise von der Sekundärwicklung 23 des Transformators 22 über .die Walze ii dem aufzuheizenden Blech io zugeführtund verläßt .dieses wieder über,die Walze 17 unterhalb des Spiegels der Abschreckflüssigleeit. Er wird von dieser Walze zum: unteren Ende der beiden durch eine Schelle verbundenen Wandungsbleche 14 und 15 geführt, wo er in der grundsätzlichen Art, in umgekehrter Richtung wie im Blech io fließend, eine Stromverdrängung in diesem verhindert. Von den oberen Enden der miteinander verbundenen Wandungsbleche kehrt der Strom wieder zur Sekundärwicklung des Transformators zurück.
• Bei dieser Ausführung der Härteeinrichtung wird die Dicke der Wandungsbleche 14 und 15 so bemessen, daß sie sich besonders nach oben hin zunehmend erhitzen und damit durch Strahlung auf das von. oben her kalt einlaufende Blech einwirken. ;Die Wandungsbleche werden bis dicht über .den Flüssigkeitsspiegel herabgeführt, damit das Blech mit der Härtetemperatur möglichst unvermittelt in die Flüssigkeit eintritt. Die Stromdichte und damit die entstehende Wärmezunahme im aufzuheizenden Blech wird nur so hoch zugelassen, daß die Kühlwirkung der Abschreckflüssigkeit trotz der im untergetauchten Blech weiterentwickelten Wärme einen schnellen Abfall der Temperatur in diesem Teil des Bleches zur Folge hat. Im vorliegenden Fall werden die Außenseiten der mitheizenden Wandungsbleche 14 und 15 mit einem Wärmeschutzm.antel versehen.
• Die Fig. 5 stellt eine Härteeinrichtung dar, die wie jene nach Fig. q. zum Härten von ununterbrochen zulaufenden Blechen dient. Diese Ausführung empfiehlt sich dann, wenn die zu härtenden Bleche sehr dünn sind, beispielsweise 0,5 mm oder noch dünner. In diesem Fall verzichtet man auf die unmittelbare Aufheizung des zu härtenden Bleches durch Stromdurchfluß und heizt nur die Abschlußwandungen 2.5 und 26 auf, so daß :das Blech 2q. nur durch Strahlung auf Härtetemperatur gebracht wird. Der Heizstrom geht dabei von der Sekundärwicklung 27 des Transformators 218 zum oberen Ende der Heizwandung 25 und von deren unterem Ende durch eine Schelle zur Heizwandung 26 und von deren oberem Ende wieder zum Transformator zurück. Der Strom durchfließt, wie die eingezeichneten Pfeile andeuten, beide Heizwandungen im einander entgegengerichteten Sinn, wodurch eine Stromverdrängung in diesen Wandungen verhindert wird, die im anderen Fall dort genau so schädlich wirken würde wie eine solche im aufzuheizenden Blech selbst. Die Heizwandungen werden sich daher über die ganze Breite gleichmäßig erwärmen und damit auch das zu härtende Blech. Im übrigen ist die Ausführung die gleiche wie die nach der Fig. 4., jedoch kommt die Stromzuführung zu den Walzen hier zum Fortfall, wodurch eine Verbilligung gegenüber dieser Ausführung eintritt.
• Bei den Einrichtungen nach den Fig. q. und 5 kann die Temperatur, mit der das Blech .in die Abschreckflüssigkeit eintritt, sowohl durch die Regelung der Umlaufgeschwindigkeit .der Walze 17 als durch die Regelung des Heizstromes beliebig verändert werden, wobei man im letzteren Fall Windungen auf der Primärseite des Transformators zu- oder abschaltet.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Härten von Blechen unter Zugspannung durch elektrisch erzeugte Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß Wechselstrom großer Stärke und von Netzfrequenz durch mindestens zwei parallele und benachbarte Bleche von denen eins das zu härtende Blech sein kann, ,geschickt wird, derart, daß die Ströme in den Blechen in Gegenrichtung fließen und sich ihre magnetischen Felder aufheben, so daß der Strom nicht verdrängt wird und die Bleche über ihre ganze Breite gleichmäßig erwärmt werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom das zu härtende Blech und je zur Hälfte beiderseitige Wandungsbleche durchfließt, wobei das zu härtende Blech unmittelbar aufgeheizt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom das zu härtende Blech und je zur Hälfte beiderseitige Wandungsbleche durchfließt, die gleichfalls aufgeheizt werden und ihre Wärme auf das zu härtende Blech übertragen.
4. 4.. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom zwei Wandungsbleche, die ihre Wärme auf das zwischen ihnen befindliche zu härtende Blech übertragen, durchfließt.
5. 5. Härteeinrichtung für Einzelbleche begrenzter Länge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Heizstromrückführung dienenden Abschlußwandungen (q. und 5) nach Erreichung der Härtetemperatur des Bleches in Verein mit einem von unten anhebbaren Tisch (6) und den Enden der das zu härtende Blech (i) unter Zugspannung haltenden und die Stromzuführung zu diesem vermittelnden Klauen (2 und 3) einen Behälter zur Aufnahme der durch ein geschlitztes Rohr (9) von oben zugeführten Abschreckflüssigkeit bilden.
6. 6. Härteeinrichtung für in großer Länge ununterbrochen zulaufende Bleche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zu härtende Blech (io) zwischen es spannende Walzengruppen (i i bis 13 und 17 bis i9) senkrecht in die Abschreckflüssigkeit geführt wird, wobei es zwischen den spannenden Walzengruppen vom Heizstrom durchflossen wird, der in das Blech auf dieser Strecke bis dicht über den Flüssigkeitsspiegel abschließenden Wan-@dungsblechen (1q. und 15) zurückgeführt wird, wobei den am weitesten umschlungenen Walzen (fi und 17) der Walzengruppen der Heizstrom durch auf den Walzenzapfen sitzende Schleifringe (2o und 21) zugeführt wird.
7. 7. Härteeinrichtung für -in großer Länge ununterbrochen zulaufende Bleche nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß das zu härtende Blech (2q.) zwischen den es spannenden Walzengruppen nur durch Abstrahlung der es auf dieser Strecke über dem Flüssigkeitsspiegel abschließenden Wandungen (25 und 26) geheizt wird, welche vom Heizstrom in einander entgegengesetzter Richtung durchflossen werden.