DE913540C

DE913540C - Verfahren und Vorrichtung zum Abkuehlen von erhitzten Werkstuecken

Info

Publication number: DE913540C
Application number: DEP50954A
Authority: DE
Inventors: Gustav Over; Dr-Ing Gerhard Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1949-08-04
Filing date: 1949-08-04
Publication date: 1954-07-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von erhitzten Werkstücken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen von induktiv erhitzten Werkstücken, insbesondere zurr Abschrecken, beispielsweise zum Zwecke des Härtens mittels Flüssigkeiten. Sie verwendet die an sich bekannte Maßnahme, die Abschreckflüssigkeit aus einem Schlitz auf die Oberfläche des Werkstückes austreten zu lassen, weil auf diese Weise eine wirbelfreie schleierartige Verteilung der Flüssigkeit auf der Werkstückoberfläche gewährleistet ist. Der Wasserschleier 'hat zur Folge, da,ß eine vollkommen gleichmäßige Abkühlung bzw. Abschreckwirkung erzielt wird und Erscheinungen wie die der Weichfleckigkeit vermieden werden. Darüber hinaus ist es möglich, mit einer geringeren Wassermenge auszukommen, und es ist ferner möglich, auf Schutzeinrichtungen weitestgehend zu verzichten, die verhindern sollen, daß das Wasser im Raum verspritzt wird oder gar unter die Heizeinrichtungen zurücktritt. Beispielsweise bei einem elektrischen Induktor für die Vorschubhärtung hat die Erscheinung des Zurücktretens der Abschreckflüssigkeit unter den Induktor dazu geführt, da:B verwickelte Einrichtungen vorgesehen werden mußten, um mit Hilfe von Preßluft die Abschreckflüssigkeit in eine gewünschte Richtung zu zwingen.
Bei der Erzeugung des Flüssigkeitsschleiers durch Austritt aus einem zur Werkstückoberfläche geneigten Schlitz kommt es darauf an, den Abstand zwischen der Heizzone und der Absdhlreckzone so klein als möglich zu halten, um unerwünschte Erscheinungen bei der Härtung zu unterbinden. Es muß mithin die Stelle, an der das schleierartig verteilte Absch.reckmittel auf die Werkstückoberfläche auftrifft, möglichst nahe an den Induktor bzw. die Heizleiter des Induktors herangezogen werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem eine entsprechend geformte Fläche des elektrischen, die Temperaturerhöhung im Werkstück bewirkenden Heizinduktors und ein entsprechend gestalteter, vorzugsweise aus Isolationswerkstoff hergestellter, mit dem Induktor verbundenen Körper sich zum Schlitz ergänzen. Vorteilhafterweise werden in den Isolationskörper Flüssigkeitszuleitungen und eine druckverteilende Vorkammer eingebaut.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im axialen Längsschnitt dargestellt.
Der Induktor 5, der das zylindrische Werkstück 6 umschließt, sitzt in einem Gehäuse 7 aus Isolierwerkstoff. Der Induktor 5 ist an seiner rückwärtigen Fläche mit einem Ansatz 8 versehen, der einstöckig mit dem Induktor 5 geformt sein kann. Es ist aber auch möglich, daß er durch Anlöten befestigt ist. An dem Isolierstoffblock 7 ist ein weiterer Isolierstoffblock 9, beispielsweise durch Verschrauben od. dgl., befestigt. In diesem Isolierwerkstoffkörper befindet sich eine Vorkammer io, die nach außen hin durch eine zw eckmäßigerweise aufgeschraubte Platte i i abgeschlossen ist. Durch die Öffnung 12 fließt die der Vorkammer io zugeführte Flüssigkeit zum Kopfraum 13 für die Düse 1q.. Die Wandungen der Düse 1q. werden somit gebildet von dem entsprechend geformten Ansatz 8 des Induktors 5 und dem entsprechend geformten Teil des Isolationsblockes 9. Die Vorkammer io hat die Aufgabe, die zugeführte Abschreckflüssigkeit in bezug auf Druck und Menge gleichmäßig dem Ringraum 13 zuzuführen.
Aus dem Ringschlitz 14 tritt die Flüssigkeit unter einem Winkel, der weniger als q.5° beträgt, wirbelfrei auf die Werkstückoberfläche aus. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Vorrichtung, die in der Abbildung für die Außenhärtung des zylindrischen Körpers dargestellt ist, sinngemäß genau so verwendet werden kann für die Behandlung ebener Werkstücke, wobei alsdann der Schlitz gestreckte gerade Form haben müßte. Für die Innenhärtung einer Bohrung od. dgl. müßte sinnent sprechend der ringförmige Schlitz zusammen mit dem Induktor außen am Gehäuse 7 angeordnet sein.
Aus der Darstellung geht ferner hervor, daß die Abschreckflüssigkeit unmittelbar hinter dem Induktor auf die Werkstückoberfläche austritt. Der Abstand zwischen der sich im Werkstück bildenden Heizzone und dem Auftreffen des Flüssigkeitsschleiers auf die abzuschreckende Oberfläche ist dadurch auf das denkbar geringste Maß gebracht, wodurch unter anderem der Vorteil gegeben ist, daß ein Wärmefluß in den Kern des Werkstückes von der erhitzten Oberfläche aus verhindert werden kann.
Darüber hinaus ist es möglich, die Austrittsstelle so einzustellen, daß die aus der Düse 14 austretende Flüssigkeit so auftritt, daß sie auf die Schrägfläche gelangt, die sich dort ausbildet, wo das durch die Erhitzung gewachsene Material übergeht zu dem wieder in seine normale Lage bei Raumtemperatur zurückgekehrten Material. Die Kühlflüssigkeit fließt daher sanft auf die Oberfläche ab, und es ist eine gleichmäßige Umhüllung des Werkstückes sichergestellt. Infolgedessen ist es möglich, mit einem Mindestmaß an Kühlflüssigkeit auszukommen und trotzdem eine einwandfreie und gleichmäßige Härtung zu erzielen. Die Art der Anordnung, d. h. die Kombination von Induktor und Absdhreckeinrichtung, hat ferner den Vorteil, daß in den meisten Fällen die Kühlung so stark wirkt, daß es nicht notwendig ist, den Induktor noch gesondert zu i"ühlen. Es kann daher gegebenenfalls der Hohlraum 15 des Induktors entfallen; zumindest ist es nicht notwendig, ihn gesondert mit einer Kühlflüssigkeit zu beschicken.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Abkühlen von induktiv erhitzten Werkstücken, insbesondere zum Abschrecken, beispielsweise zum Zwecke des Härtens mittels Flüssigkeiten, bei welcher die Flüssigkeit aus einem Schlitz austritt, dadurch geken:nzeidhnet, daß eine entsprechend geformte Fläche des elektrischen, die Temperaturerhöhung im Werkstück bewirkenden Heizinduktors und ein entsprechend gestalteter, vorzugsweise aus Isolationswerkstoff hergestellter, mit dem Induktor verbundener Körper sich zum Schlitz ergänzen, wobei vorzugsweise in dem Isolationskörper Flüssigkeitszuleitungen und eine druckverteilende Vorkammer eingebaut sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 888 398; deutsche Patentanmeldung W 4077 VIa/i8c.