EP1006202A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Teilen - Google Patents

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EP1006202A2
EP1006202A2 EP99122351A EP99122351A EP1006202A2 EP 1006202 A2 EP1006202 A2 EP 1006202A2 EP 99122351 A EP99122351 A EP 99122351A EP 99122351 A EP99122351 A EP 99122351A EP 1006202 A2 EP1006202 A2 EP 1006202A2
Authority
EP
European Patent Office
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parts
homogenization
station
hardening
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99122351A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1006202A3 (de
Inventor
Günter Disch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichelin GmbH
Original Assignee
ALD AICHELIN GmbH
Aichelin GmbH Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ALD AICHELIN GmbH, Aichelin GmbH Germany filed Critical ALD AICHELIN GmbH
Publication of EP1006202A2 publication Critical patent/EP1006202A2/de
Publication of EP1006202A3 publication Critical patent/EP1006202A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D1/26—Methods of annealing
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    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races

Definitions

  • the invention relates to a method for the heat treatment of Parts, preferably made of steel, in which the parts are under protective gas at a temperature above a conversion line, preferably at a temperature above the eutectoid of Steel of 723 ° C and then homogenized in one Quench bath can be hardened martensitic.
  • the invention further relates to a plant for heat treatment parts, preferably made of steel, with a homogenizing furnace with protective gas atmosphere for homogenization annealing Parts at a temperature above a conversion line, preferably above that of the steel eutectoid of 723 ° C, and with a hardening station to quench the parts after homogenization annealing in a quench bath.
  • the invention further relates to a plant for heat treatment of parts with a hardening station for hardening the parts in a quenching bath, and with a vertically movable parts carrier.
  • the invention relates to a plant for heat treatment of parts, with a plurality of treatment stations the parts, preferably at least with a homogenization station and a hardening station for hardening the parts.
  • the parts are first placed in an oven under a protective gas atmosphere annealed or austenitized, provided that it is Steel parts.
  • the parts are then removed from the furnace using a roller conveyor pulled out and on a parts carrier with the help of a Move vertically movable slide on a portal and then immersed from above in a quench bath for hardening. After hardening, the workpiece carrier is moved up again and then transferred to a subsequent station, where it can be a washing station to which one Starter station connects.
  • the known method and the known system already enable a relatively compact structure.
  • the object of the invention is therefore an improved Process and an improved plant for heat treatment to create parts, which is as compact and cost-saving construction is made possible and the environmental impact is kept as low as possible.
  • the invention is also in the system mentioned at the beginning Heat treatment of parts solved in that the homogenizing furnace a preheating station for preheating the parts in air to a temperature of at least 300 ° C, preferably to a Temperature of 400 to 600 ° C, is connected upstream.
  • the duration of the parts in the homogenization furnace can be clearly be shortened, which is why the homogenization furnace accordingly can be run shorter.
  • the parts quenched after homogenization with exclusion of air and then blown off with inert gas.
  • the parts are preferably nitrogen, preferably blown off at a temperature of about 150 ° C.
  • the object of the invention is also in a plant for heat treatment parts with a hardening station for hardening the parts in a quench bath, and with a vertically movable one Parts carrier solved in that the parts carrier at least has two levels for receiving parts and while the immersion of parts picked up on the lower level dripping into the quench bath from the one above parts included in the upper level.
  • the Allowing parts to be picked up in at least two levels, that is, it is made possible during the quenching of Parts that are on the lower level at the same time Drain parts located on a level above allow.
  • the quenching bath enclosed in a housing and via a side loading channel with an outlet opening of the homogenization furnace connected, with a transport device for transport of parts from the outlet opening into the laterally open parts carrier is provided.
  • the transport device designed as a roller conveyor that goes over the quenching bath is sufficient, with the parts carrier running parallel Has webs whose spacing is such that the parts carrier can be lowered through the gaps between adjacent roles is.
  • the curing station enclosed by a housing, one on the top Opening for retracting and extending the parts carrier is provided, the parts carrier preferably having one in the opening gastight insertable lid is connected and by means of a Lifting device can be moved vertically when the lid is closed is.
  • This measure prevents liquid from escaping from the Quench bath prevented during the hardening process and at the same time dripping of hardened parts during hardening enabled by other parts.
  • a portal is provided, on which at least one vertically movable slide with a gripper for transporting parts or part carriers is provided between adjacent stations.
  • This measure supports a compact construction of the plant.
  • a blowing device to blow off recorded on the upper level Parts provided.
  • the object of the invention is also in a plant for heat treatment of parts, with a plurality of stations for Treatment of the parts, preferably at least with an annealing station and a hardening station for hardening the parts, solved in that the stations on a common frame are attached.
  • the object of the invention is accomplished solved because by using a common warp resistant Frame on which all stations of the system are pre-assembled be a compact and space-saving design of the Facility is made possible. Furthermore, the total cost of the facility reduced because all stations in the manufacturer's factory the entire system can already be pre-assembled and tested, whereby the assembly effort and the commissioning effort the system is significantly reduced by the user. Also such a pre-assembly allows additional cable ducts save as this is integrated into the frame of the system can be.
  • Fig. 1 is an inventive system for heat treatment of parts, preferably steel parts, in total with the Number 10 denotes.
  • All stations of the plant are on a common framework 36 mounted.
  • the assembly can already be done in the factory of the Manufacturer and the entire system in completely assembled Condition to be transported and delivered. It can the electrical wiring has already been completed be and optionally integrated into the frame, so that the frame simultaneously as a cable duct and for attachment of other electrical installation material.
  • the system 10 comprises a preheating station 14 which is in the air an oil or gas burner 15 is operated, a homogenization furnace 16, a subsequent curing station 18 to which connect a washing station 20 and a starting station 22.
  • a portal 26 is provided on which two horizontally movable carriages 28 and 31 are provided, on each of which a vertically movable Carriage 29 and 32 with a gripper arranged thereon 30 or 33 is provided.
  • the parts carrier 48 can by means of the first gripper 30 from the curing station 18 upwards in the direction of the arrow 34 are moved and after moving the carriage 28 on the Portal 26 are transferred to the adjacent washing station 20.
  • the curing station 18 completely by a housing 54 is enclosed, has a side opening 46 which over a gas-tight feed channel 44 immediately connected to the outlet opening 40 of the homogenization furnace 16 is.
  • This construction enables a particularly compact design and at the same time without additional locks or the like elaborate measures a transport of parts 11 from the Homogenization oven 16 in the absence of air immediately up to the curing station 18 enables.
  • the workpiece carrier 48 is as shown below 2 is explained in more detail, arranged and designed in such a way that the parts 11 with the shutter 42 of the homogenization oven open 16 through the roller conveyor 13 into the side open parts carrier 48 can be transferred.
  • the parts 11 to be treated can be any Trade parts that are first annealed and then in one Quench bath must be hardened, e.g. around rings made of bearing steel for rolling bearings.
  • FIG. 2 The enlarged sectional view according to FIG. 2 shows that the curing station 18 completely from a housing 54 is enclosed, at the top of which an opening 58 is provided is.
  • This opening 58 is gas-tight by means of a cover 56 closable, on the underside of which the parts carrier 48 is hung.
  • the parts carrier 48 is in the opening 58 inserted cover 56 by means of a total of the number 60 designated lifting device vertically movable.
  • two lifting cylinders 61, 64 are provided, by means of which Carriers 62, 65, which engage the parts carrier 48 laterally, in Direction of arrows 63, 66 are vertically movable so as to Parts carrier 48 with lid 56 closed in the vertical direction to be able to adjust.
  • the parts carrier 48 has two levels arranged one above the other for receiving parts, a lower level 49 and an upper one Level 50. These levels 49, 50 are of parallel to each other extending webs 51 are formed, the distance between which is dimensioned so that the parts carrier 48 through spaces between adjacent roles 52 of the roller conveyor 13 can be lowered.
  • the quenching process itself is preferably done by the Quenchant, such as the oil or salt liquid, and the rollers 52 are reversely moved relative to one another, as is known in principle from DE 44 01 228 A1. Thereby is a largely distortion-free hardening of the parts 11th enables so that a large dimensional accuracy is achieved.
  • the Quenchant such as the oil or salt liquid
  • the lid 56 After quenching, draining and blowing off the on the parts carrier 48 recorded parts 11, the lid 56 is put together with the parts carrier 48 suspended from it by means of the gripper 30 of the first slide 28 upwards from the hardening station 18 drove out to the neighboring station, the washing station 20, passed where the parts 11 unloaded from the parts carrier 48 are then returned to the curing station 18 to accommodate the next batch of parts.
  • the entire system 10 can thus be complete in the manufacturer's factory mounted on the frame 36 and completely electrically wired become. This enables the entire system 10 without additional effort completely preferably in the cold state to check their function. Furthermore, the assembly effort significantly reduced by the user, since the system 10 in the complete assembled state can be transported and at the user only needs to be set up and put into operation. In this way, the manufacturing and assembly effort becomes clear reduced and the risk of malfunctions during commissioning reduced.

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen angegeben, womit vor dem Glühen zum Härten der Teile (11) in einem Homogenisierungsofen (16) unter Schutzgas in einer vorgeschalteten Vorwärmstation (14) zuvor ein Aufheizen der Teile (11) an Luft erfolgt. Auf diese Weise werden die Gesamtkosten der Anlage (10) reduziert, da der Ofen (16) zur Glühbehandlung unter Schutzgas deutlich verkürzt werden kann. Zur Härtung der Teile (11) ist eine Härtungsstation (18) vorgesehen, die vorzugsweise über einen seitlichen Beschickungskanal (44) unmittelbar mit der Auslauföffnung (40) des Glühofens (16) gekoppelt ist. Innerhalb der Härtungsstation (18) können Teile in mehreren Ebenen auf einem Teileträger (48) aufgenommen werden (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Teilen, vorzugsweise aus Stahl, bei dem die Teile unter Schutzgas bei einer Temperatur oberhalb einer Umwandlungslinie, vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb der Eutektoidalen von Stahl von 723 °C homogenisiert werden und anschließend in einem Abschreckbad martensitisch gehärtet werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen, vorzugsweise aus Stahl, mit einem Homogenisierungsofen mit Schutzgasatmosphäre zum Homogenisierungsglühen der Teile bei einer Temperatur oberhalb einer Umwandlungslinie, vorzugsweise oberhalb der der Eutektoidalen von Stahl von 723 °C, und mit einer Härtungsstation zum Abschrecken der Teile nach dem Homogenisierungsglühen in einem Abschreckbad.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen mit einer Härtungsstation zum Härten der Teile in einem Abschreckbad, und mit einem vertikal beweglichen Teileträger.
Die Erfindung betrifft schließlich eine Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen, mit einer Mehrzahl von Stationen zur Behandlung der Teile, vorzugsweise zumindest mit einer Homogenisierungsstation und einer Härtungsstation zur Härtung der Teile.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Anlage sind aus der DE 196 47 248 A1 bekannt.
Danach werden die Teile zunächst in einem Ofen unter Schutzgasatmosphäre geglüht, bzw. austenitisiert, sofern es sich um Stahlteile handelt.
Aus dem Ofen werden die Teile anschließend mittels einer Rollenbahn herausgefahren und auf einem Teileträger mit Hilfe eines an einem Portal vertikal beweglichen Schlittens verfahren und sodann von oben in ein Abschreckbad zum Härten eingetaucht. Nach dem Härten wird der Werkstückträger wieder nach oben verfahren und sodann zu einer nachfolgenden Station überführt, wobei es sich um eine Waschstation handeln kann, an die sich eine Anlaßstation anschließt.
Das bekannte Verfahren und die bekannte Anlage ermöglichen bereits einen relativ kompakten Aufbau.
Jedoch hat sich gezeigt, daß die Anwender derartiger Wärmebehandlungsanlagen eine weitere Verkleinerung der Anlagen bei gleichbleibendem oder erhöhtem Durchsatz verlangen. Gleichzeitig sollen die Kosten reduziert werden und die Umweltbelastung möglichst gering gehalten werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen zu schaffen, wodurch eine möglichst kompakte und kostensparende Bauweise ermöglicht wird und die Umweltbelastung möglichst gering gehalten wird.
Bei einem Verfahren gemäß der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Teile vor dem Homogenisierungsglühen an Luft auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur vorzugsweise auf mindestens 300 °C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 400 bis 600 °C, vorgeheizt werden.
Die Erfindung wird ferner bei der eingangs genannten Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen dadurch gelöst, daß dem Homogenisierungsofen eine Vorwärmstation zur Vorwärmung der Teile an Luft auf eine Temperatur von mindestens 300 °C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 400 bis 600 °C, vorgeschaltet ist.
Dadurch, daß erfindungsgemäß die Teile vor dem Homogenisierungsglühen, das unter Schutzgas in dem Homogenisierungsofen erfolgt, in einer Vorwärmstation an Luft vorgeheizt werden, kann die Verweildauer der Teile im Homogenisierungsofen deutlich verkürzt werden, weshalb der Homogenisierungsofen entsprechend kürzer ausgeführt werden kann. Dadurch wird die Baugröße der Gesamtanlage verkürzt, und gleichzeitig werden die Kosten deutlich verringert, da eine Vorwärmstation an Luft erheblich preiswerter ist als eine vergrößerte Baulänge des Homogenisierungsofens. Durch das Vorwärmen der Teile an Luft erfolgt gleichzeitig eine Verfärbung der Teile, wodurch bei der späteren Wärmebehandlung im Homogenisierungsofen infolge der dunkleren Farbe die Wärmeaufnahme verbessert wird, wodurch wiederum die Verweildauer verkürzt werden kann und der Energieverbrauch reduziert wird.
In bevorzugter Weiterbildung des Verfahrens werden die Teile nach dem Homogenisieren unter Luftabschluß abgeschreckt und anschließend mit Inertgas abgeblasen.
Durch diese Maßnahme wird die Verschleppung des Abschreckmediums aus dem Abschreckbad deutlich reduziert, was eine entsprechende Reduktion der Umweltbelastung zur Folge hat und gleichzeitig die Kosten reduziert.
Hierbei werden die Teile vorzugsweise mit Stickstoff, vorzugsweise mit einer Temperatur von etwa 150 °C, abgeblasen.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner bei einer Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen mit einer Härtungsstation zum Härten der Teile in einem Abschreckbad, und mit einem vertikal beweglichen Teileträger dadurch gelöst, daß der Teileträger mindestens zwei Ebenen zur Aufnahme von Teilen aufweist und während des Eintauchens von auf der unteren Ebene aufgenommenen Teilen in das Abschreckbad ein Abtropfen von auf der darüber befindlichen oberen Ebene aufgenommenen Teilen erlaubt.
Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen gelöst.
Durch die Verwendung eines derartigen Teileträgers, der die Aufnahme von Teilen in mindestens zwei Ebenen übereinander erlaubt, wird es nämlich ermöglicht, während des Abschreckens von Teilen, die sich auf der unteren Ebene befinden, gleichzeitig auf einer darüber angeordneten Ebene befindliche Teile abtropfen zu lassen.
Dadurch wird bei gleichbleibender Baugröße der Durchsatz der Anlage vergrößert, da eine zusätzliche Verweildauer zum Abtropfen der Teile vermieden wird. Außerdem wird die Umweltbelastung reduziert, da weniger Abschreckmittel aus dem Abschreckbad verschleppt wird.
Je nach dem gewünschten Durchsatz der Anlage kann bei dieser Ausführung auch auf eine Vorwärmstation verzichtet werden, da bei kleinen Chargen auch bei nur sehr kurzer Baulänge des Homogenisierungsofens eine Vorwärmung zu keiner wesentlichen Verkürzung der Verweildauer im Homogenisierungsofen führt.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist das Abschreckbad von einem Gehäuse umschlossen und über einen seitlichen Beschickungskanal mit einer Auslauföffnung des Homogenisierungsofens verbunden, wobei eine Transporteinrichtung zum Transport von Teilen aus der Auslauföffnung in den seitlich offenen Teileträger vorgesehen ist.
Durch diese Maßnahme wird eine besonders kompakte Bauweise der Gesamtanlage ermöglicht und gleichzeitig unter weitgehendem Luftabschluß ein direkter und kurzer Transport der Teile in die Härtungsstation gewährleistet. Die Umweltbelastung wird so deutlich reduziert, da der Wärmeverlust reduziert wird und gleichzeitig die Härtungsstation mit einem geschlossenen Gehäuse ausgeführt werden kann, so daß auch während des Härtungsvorgangs keinerlei Abschreckmittel an die Umgebung austreten kann.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Transporteinrichtung als Rollenbahn ausgebildet, die bis über das Abschreckbad reicht, wobei der Teileträger parallel verlaufende Stege aufweist, deren Abstand derart ist, daß der Teileträger durch die Zwischenräume zwischen benachbarte Rollen absenkbar ist.
Durch diese Maßnahme wird eine besonders kompakte und kostengünstige Bauweise unterstützt, da die Teile mit Hilfe ein und derselben Rollenbahn durch den Homogenisierungsofen bis in die Härtungsstation in den Teileträger transportiert werden können und auch durch eine eventuell vorgeschaltete Vorwärmstation vor dem Homogenisierungsofen.
Eine zusätzlich Transporteinrichtung, wie sie etwa gemäß der eingangs genannten DE 196 47 248 A1 notwendig war, kann auf diese Weise vermieden werden.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Härtungsstation von einem Gehäuse umschlossen, an dessen Oberseite eine Öffnung zum Ein- und Ausfahren des Teileträgers vorgesehen ist, wobei der Teileträger mit einem in die Öffnung vorzugsweise gasdicht einsetzbaren Deckel verbunden ist und mittels einer Hebeeinrichtung bei geschlossenem Deckel vertikal beweglich ist.
Durch diese Maßnahme wird ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Abschreckbad während des Härtevorgangs verhindert und gleichzeitig ein Abtropfen bereits gehärteter Teile während des Härtens von anderen Teilen ermöglicht.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist ein Portal vorgesehen, an dem mindestens ein vertikal beweglicher Schlitten mit einem Greifer zum Transport von Teilen bzw. Teileträgern zwischen benachbarten Stationen vorgesehen ist.
Durch diese Maßnahme wird eine kompakte Bauweise der Anlage unterstützt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Blaseinrichtung zum Abblasen von auf der oberen Ebene aufgenommenen Teilen vorgesehen.
Hierdurch wird eine Verschleppung von Flüssigkeit aus dem Abschreckbad nach außen deutlich reduziert und die Abkühlung der Teile nach dem Härten beschleunigt.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner bei einer Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen, mit einer Mehrzahl von Stationen zur Behandlung der Teile, vorzugsweise zumindest mit einer Glühstation und einer Härtungsstation zur Härtung der Teile, dadurch gelöst, daß die Stationen auf einem gemeinsamen Rahmen befestigt sind.
Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen gelöst, da durch die Verwendung eines gemeinsamen verwindungssteifen Rahmens, auf dem sämtliche Stationen der Anlage vormontiert werden, eine kompakte und platzsparende Bauweise der Anlage ermöglicht wird. Ferner werden die Gesamtkosten der Anlage reduziert, da im Werk des Herstellers sämtliche Stationen der Gesamtanlage bereits vormontiert und getestet werden können, wodurch der Montageaufwand und der Aufwand zur Inbetriebnahme der Anlage beim Anwender deutlich reduziert wird. Auch lassen sich durch eine derartige Vormontage zusätzliche Kabelkanäle einsparen, da diese mit in den Rahmen der Anlage integriert werden können.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage in stark vereinfachter, schematischer Darstellung und
Fig. 2
einen Querschnitt durch die Härtungsstation gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen, vorzugsweise von Stahlteilen, insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.
Sämtliche Stationen der Anlage sind auf einem gemeinsamen Rahmen 36 montiert. Dabei kann die Montage bereits im Werk des Herstellers erfolgen und die Gesamtanlage in komplett montiertem Zustand transportiert und ausgeliefert werden. Dabei kann die elektrische Verdrahtung bereits vollständig durchgeführt werden und wahlweise auch in den Rahmen integriert werden, so daß der Rahmen gleichzeitig als Kabelkanal und zur Befestigung von sonstigem elektrischen Installationsmaterial dienen kann.
Die Anlage 10 umfaßt eine Vorwärmstation 14, die an Luft mit einem Öl- oder Gasbrenner 15 betrieben wird, einen Homogenisierungsofen 16, eine nachfolgende Härtungsstation 18, an die sich eine Waschstation 20 und eine Anlaßstation 22 anschließen.
Vor der Vorwärmstation 14 befindet sich ein Ladeplatz 12 zur Aufgabe von Teilen 11, während sich an die Anlaßstation 22 ein Entladeplatz 24 anschließt. Zum Transport der Teile 11 vom Ladeplatz 12 durch die Vorwärmstation 14, den Homogenisierungsofen 16 bis in die Härtungsstation 18 ist eine Rollenbahn 13 vorgesehen, die innerhalb des Homogenisierungsofens 16 vorzugsweise mit Keramikrollen ausgeführt ist, so daß während der Verweildauer einzelner Werkstückchargen innerhalb des Homogenisierungsofens 16 keine ständige Bewegung der Rollen notwendig ist.
Zum Transport zwischen der Härtungsstation 18, der Waschstation 20, der Anlaßstation 22 und dem Entladeplatz 24 ist ein Portal 26 vorgesehen, auf dem zwei horizontal bewegliche Laufwagen 28 und 31 vorgesehen sind, an denen jeweils ein vertikal beweglicher Schlitten 29 bzw. 32 mit einem daran angeordneten Greifer 30 bzw. 33 vorgesehen ist.
Zur Aufnahme der Teile 11 innerhalb der Härtungsstation 18 und zum Transport zur benachbarten Waschstation 20 dient ein Teileträger 48, der nachfolgend noch anhand von Fig. 2 näher erläutert wird. Der Teileträger 48 kann mittels des ersten Greifers 30 aus der Härtungsstation 18 nach oben in Richtung des Pfeiles 34 bewegt werden und nach Verfahren des Laufwagens 28 auf dem Portal 26 in die benachbarte Waschstation 20 überführt werden.
Die Härtungsstation 18, die von einem Gehäuse 54 vollständig umschlossen ist, weist eine seitliche Öffnung 46 auf, die über einen gasdicht abgeschlossenen Beschickungskanal 44 unmittelbar mit der Auslauföffnung 40 des Homogenisierungsofens 16 verbunden ist.
Durch diesen Aufbau wird eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht und gleichzeitig ohne zusätzliche Schleusen oder ähnliche aufwendige Maßnahmen ein Transport von Teilen 11 aus dem Homogenisierungsofen 16 unter Luftabschluß unmittelbar bis in die Härtungsstation 18 ermöglicht.
Dabei ist der Werkstückträger 48, wie nachfolgend noch anhand von Fig. 2 näher erläutert wird, derart angeordnet und ausgebildet, daß die Teile 11 bei geöffnetem Verschluß 42 des Homogenisierungsofens 16 durch die Rollenbahn 13 bis in den seitlich offenen Teileträger 48 überführt werden können.
Bei den zu behandelnden Teilen 11 kann es sich um beliebige Teile handeln, die zunächst geglüht und anschließend in einem Abschreckbad gehärtet werden müssen, z.B. um Ringe aus Wälzlagerstahl für Wälzlager.
Aus der vergrößerten Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Härtungsstation 18 vollständig von einem Gehäuse 54 umschlossen ist, an dessen Oberseite eine Öffnung 58 vorgesehen ist. Diese Öffnung 58 ist mittels eines Deckels 56 gasdicht verschließbar, an dessen Unterseite der Teileträger 48 aufgehängt ist. Der Teileträger 48 ist bei in die Öffnung 58 eingesetztem Deckel 56 mittels einer insgesamt mit der Ziffer 60 bezeichneten Hebeeinrichtung vertikal beweglich.
Hierzu sind zwei Hubzylinder 61, 64 vorgesehen, mittels derer Träger 62, 65, die an dem Teileträger 48 seitlich angreifen, in Richtung der Pfeile 63, 66 vertikal beweglich sind, um so den Teileträger 48 bei geschlossenem Deckel 56 in Vertikalrichtung verstellen zu können.
Der Teileträger 48 besitzt zwei übereinander angeordnete Ebenen zur Aufnahme von Teilen, eine untere Ebene 49 und eine obere Ebene 50. Diese Ebenen 49, 50 werden von parallel zueinander verlaufenden Stegen 51 gebildet, deren Abstand so bemessen ist, daß der Teileträger 48 durch Zwischenräume benachbarter Rollen 52 der Rollenbahn 13 nach unten abgesenkt werden kann.
Durch die zwei übereinander angeordneten Ebenen 49, 50 des Teileträgers 48 ist es möglich, während des Eintauchens von Teilen, die sich auf der unteren Ebene 49 befinden, gleichzeitig Teile, die sich auf der oberen Ebene 50 befinden und bereits in das Abschreckbad 19 eingetaucht wurden, abtropfen zu lassen. Zusätzlich ist an der Unterseite des Deckels 56 eine Blaseinrichtung 68 mit einer Vielzahl von Düsen 69 vorgesehen, durch die die Teile zusätzlich mit einem Gasstrom abgeblasen werden können, wozu vorzugsweise Schutzgas, z.B. Stickstoff, mit einer Temperatur von etwa 150 °C bis 250 °C verwendet wird.
Auf diese Weise können sowohl Teile, die sich auf der oberen Ebene 50, als auch Teile, die sich auf der unteren Ebene 49 befinden, abgeblasen werden und so von Resten aus dem Abschreckbad 19, also etwa von Ölresten oder Salzresten, weitgehend befreit werden.
Der Abschreckvorgang selbst geschieht vorzugsweise, indem das Abschreckmittel, also etwa die Öl- oder Salzflüssigkeit, und die Rollen 52 relativ zueinander reversierend bewegt werden, wie dies grundsätzlich aus der DE 44 01 228 A1 bekannt ist. Dadurch wird eine weitgehend verzugsfreie Härtung der Teile 11 ermöglicht, so daß eine große Maßhaltigkeit erreicht wird.
Nach dem Abschrecken, Abtropfen und Abblasen der auf dem Teileträger 48 aufgenommenen Teile 11 wird der Deckel 56 zusammen mit dem daran aufgehängten Teileträger 48 mittels des Greifers 30 des ersten Schlittens 28 nach oben aus der Härtungsstation 18 herausgefahren, zur benachbarten Station, der Waschstation 20, übergeben, wo die Teile 11 aus dem Teileträger 48 entladen werden, der sodann wieder in die Härtungsstation 18 zurückgefahren wird, um die nächste Charge von Teilen aufnehmen zu können.
Wie bereits erwähnt, sind sämtliche Stationen der Anlage 10 auf einem gemeinsamen, verwindungssteifen Rahmen 36 befestigt, der als Schweißkonstruktion aus U-Profilen, I-Profilen und dergleichen ausgebildet sein kann. Dieser gemeinsame Rahmen 36 kann gleichzeitig die Funktion von Kabelkanälen übernehmen, wie dies beispielhaft mit der Ziffer 37 in Fig. 2 angedeutet ist.
Die gesamte Anlage 10 kann also im Werk des Herstellers vollständig auf dem Rahmen 36 montiert und komplett elektrisch verdrahtet werden. Dies ermöglicht es, die gesamte Anlage 10 ohne zusätzlichen Aufwand vollständig vorzugsweise im kalten Zustand auf ihre Funktion zu prüfen. Ferner wird der Montageaufwand beim Anwender deutlich reduziert, da die Anlage 10 im komplett montierten Zustand transportiert werden kann und beim Anwender lediglich noch aufgestellt und in Betrieb genommen werden muß. Auf diese Weise wird der Herstellungs- und Montageaufwand deutlich reduziert und die Gefahr von Fehlfunktionen bei der Inbetriebnahme vermindert.

Claims (11)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Teilen, vorzugsweise aus Stahl, bei dem die Teile (11) unter Schutzgas bei einer Temperatur oberhalb einer Umwandlungslinie, vorzugsweise oberhalb der Eutektoidalen von Stahl von 723 °C homogenisiert werden und anschließend in einem Abschreckbad (19) martensitisch gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (11) vor dem Homogenisierungsglühen an Luft auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur, vorzugsweise von mindestens 300 °C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 400 bis 600 °C vorgeheizt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (11) nach dem Homogenisieren unter Luftabschluß abgeschreckt und anschließend mit Inertgas abgeblasen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (11) mit Stickstoff, vorzugsweise mit einer Temperatur von etwa 150 bis 250 °C abgeblasen werden.
4. Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen, vorzugsweise aus Stahl, mit einem Homogenisierungsofen (16) mit Schutzgasatmosphäre zum Homogenisierungsglühen der Teile (11) bei einer Temperatur oberhalb eines eutektischen bzw. eutektoiden Punktes der Eutektoidalen von 723 °C und mit einer Härtungsstation (18) zum Abschrecken der Teile (11) nach dem Homogenisierungsglühen in einem Abschreckbad (19), dadurch gekennzeichnet, daß dem Homogenisierungsofen (16) eine Vorwärmstation (14) zur Vorwärmung der Teile (11) an Luft auf eine Temperatur von mindestens 300 °C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 400 bis 600 °C vorgeschaltet ist.
4. Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen mit einer Härtungsstation (18) zum Härten der Teile (11) in einem Abschreckbad (19), und mit einem vertikal beweglichen Teileträger (48) insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teileträger (48) mindestens zwei Ebenen zur Aufnahme von Teilen (11) aufweist und während des Eintauchens von auf der unteren Ebene (49) aufgenommenen Teilen (11) in das Abschreckbad (19) ein Abtropfen von auf der darüber befindlichen oberen Ebene (50) aufgenommenen Teilen (11) erlaubt.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschreckbad (19) von einem Gehäuse (54) umschlossen ist und über einen seitlichen Beschickungskanal (44) mit einer Auslauföffnung (40) des Homogenisierungsofens (16) verbunden ist, und daß eine Transporteinrichtung zum Transport von Teilen (11) aus der Auslauföffnung (40) in den seitlich offenen Teileträger (48) vorgesehen ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung als Rollenbahn (52) ausgebildet ist, die bis über das Abschreckbad (19) reicht, und daß der Teileträger (48) parallel verlaufende Stege (51) aufweist, deren Abstand derart ist, daß der Teileträger (48) durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Rollen (52) absenkbar ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtungsstation (18) von einem Gehäuse (54) umschlossen ist, an dessen Oberseite eine Öffnung (58) zum Ein- und Ausfahren des Teileträgers (48) vorgesehen ist, und daß der Teileträger (48) mit einem in die Öffnung (58) vorzugsweise gasdicht einsetzbaren Deckel (56) verbunden ist und mittels einer Hebeeinrichtung (60) bei geschlossenem Deckel (56) vertikal beweglich ist.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Portal (26) vorgesehen ist, an dem mindestens ein vertikal beweglicher Schlitten (29, 31) mit einem Greifer (30, 33) zum Transport von Teilen (11) bzw. Teileträgern (48) zwischen benachbarten Stationen (18, 20, 22, 24) vorgesehen ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Blaseinrichtung (68) zum Abblasen von auf der oberen Ebene (50) aufgenommenen Teilen (11).
10. Anlage zur Wärmebehandlung von Teilen, mit einer Mehrzahl von Stationen zur Behandlung der Teile (11), vorzugsweise zumindest mit einer Homogenisierungsstation (16, 22) und einer Härtungstation (18) zur Härtung der Teile (11), insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stationen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) auf einem gemeinsamen Rahmen (36) befestigt sind.
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