EP1464711B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Härten ringförmiger Werkstücke - Google Patents

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EP1464711B1
EP1464711B1 EP04005518A EP04005518A EP1464711B1 EP 1464711 B1 EP1464711 B1 EP 1464711B1 EP 04005518 A EP04005518 A EP 04005518A EP 04005518 A EP04005518 A EP 04005518A EP 1464711 B1 EP1464711 B1 EP 1464711B1
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EP
European Patent Office
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workpieces
spindle
cold gas
quenching
quenching chamber
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EP04005518A
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Karl Heess
Karlheinz Schweikert
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Heess & Co KG GmbH
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Heess & Co KG GmbH
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/32Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0025Supports; Baskets; Containers; Covers

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for quenching annular, metallic workpieces, for example sliding sleeves for vehicle transmissions.
  • the German Utility Model DE-U-296 08 569 explains a hardening device for annular workpieces which are stacked in superimposed on a support plate magazines.
  • the carrier plate with the magazines are lowered onto mandrels firmly mounted in an oil bath, which penetrate into the openings of the stacked workpieces during lowering.
  • a squeezing device is provided, which presses the mandrel after curing from the workpieces in the hardening oil bath.
  • the invention is therefore based on the object to improve the hardening of the aforementioned workpieces by cold gas quenching.
  • the invention provides a method according to claim 1 and a device according to claim 7.
  • the invention has the advantage that annular workpieces can be cured with high precision by the compared to oil environmentally friendly and easier-to-use cold gas quenching, with a post-treatment can account for example in the form of a compensation of unwanted distortion of the workpieces.
  • the cold gas chamber only needs to be as large as dictated by the size of the work piece (s), because the space-consuming mandrel extrusion and the preparation of the squeezed mandrels are carried out for re-admission of hot workpieces outside the cold gas chamber; Auspreß coupled of damaging influences of the cold gas pressure remains unaffected.
  • the number of quenchable per unit time workpieces is not affected by the invention, because the mandrel extrusion and preparation of new mandrels takes less time than required for the quenching of the workpieces.
  • Hot, annular workpieces 10 (FIG. 5) can be quenched with the hardening device explained in FIGS. 1 and 2, which in the present example are sliding sleeves with an inner toothing 2 and an outer circumferential annular groove 4 and an outer and inner circular periphery for vehicle transmissions.
  • the curing device essentially comprises a quenching chamber 20 having an upper loading door 22 and an opposing lower removal door 24, a plurality of mandrels 30 standing on a support plate 35, and an ejector 40, 45 disposed outside the quenching chamber 20 adjacent to the removal door 24.
  • the removal door 24 can also be arranged on the same side of the quenching chamber 20 as the loading door 22, but in the example shown below the same. It is also contemplated to provide the removal door 24 at the same height as the feed door 22 and opposite to the quenching chamber 20 for reasons to be discussed below.
  • a first transfer unit which each introduces a set of a plurality of workpieces 10 into the quenching chamber 20 through the loading door 22.
  • the first and the second transfer units can each be a manipulator with the required degrees of freedom for the respective manipulator arm.
  • a group of nine similar workpieces 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 are at another, not shown here place concentrically stacked one above the other in a basket 60 (Figure 6), the circular in plan view lower flange 62 with the concentric, similar top flange 64 via four vertical, narrow in the circumferential direction posts 61, 63, 65, 67 is firmly connected.
  • the vertical inner edges 66, 68, 69, 70 of the posts 61, 63, 65, 67 are tangent to an imaginary horizontal circle whose radius is only slightly greater than the largest outer radius of each workpiece 10.
  • at each post near the lower chord 62 formed a radially inwardly projecting nose, which are designated for the posts 61 and 65 with 71 and 75. Therefore, the cold workpieces 10 can be introduced from the side of the upper belt 64 in the basket 60 so that they are concentric and horizontal as well as without spacing superimposed and held by the lugs.
  • each basket 60 near the lower end of each post 61, 63, 65, 67 has radially outwardly facing unillustrated projections which allow vertical insertion of the baskets 60 into one of the seats 52 such that the baskets 60 bottom flush with the bottom of the grate 50, as Figures 1 and 2 show.
  • Each of the three illustrated cylindrical mandrels 31, 32, 33 is seated with its lower end in a respective through hole 36, 37, 38 of the support plate 35 and rests according to Figure 1 on a bolt 39, which in a manner not shown under the support plate 35 between two positions is slidably mounted.
  • each mandrel 31, 32, 33 is closely spaced by four circumferentially equally spaced, equally high and upright-looking support blocks surrounded, which are designated for the mandrel 31 with 81, 82.
  • the support blocks rise from a flat, surrounding the associated mandrel ring flange, which is screwed onto the top of the support plate 35.
  • the ejection device 40, 45 shown schematically in Figure 2 is located outside of the quenching chamber 20 adjacent to the removal door 24 and has an upper portion 40 and a lower portion 45 which are vertically spaced such that support plate 35 with latch 39, thorns 30 and baskets 60 can find space between them.
  • the upper part 40 has three vertically displaceable by not shown upper punch 41, 42, 43 and the lower part 45 comprises respectively on the upper punch 41, 42, 43 aligned and vertically movable by not shown drives lower punch 46, 47, 48.
  • In the desired position of the carrier plate 35 illustrated by stops, not shown, shown in Figure 2 is aligned with each mandrel an upper punch and a lower punch and the associated passage opening in the support plate 35th
  • the method for hardening or quenching the workpieces 10 with the described curing device is carried out as follows.
  • the curing device is associated, for example, with a carburizing furnace, which may be a rotary hearth furnace or, generally, a heat treatment furnace.
  • a carburizing furnace which may be a rotary hearth furnace or, generally, a heat treatment furnace.
  • In the oven may be a grid 50 with a number of baskets loaded with workpieces 10.
  • the first transfer unit retrieves the grate 50 from the carburizing furnace and places it in the quenching chamber 20 through the opened loading door 22.
  • the arms 50 of the first transfer unit gripping and holding the grate 50 are controlled so that the grate 50 over the mandrels 31, 32, 33 guided and deposited on the support plate 35, wherein, for example, the mandrel 31 in the center of the basket 72 housed stack of workpieces 10 .. 18 penetrates.
  • the carrier plate can be coupled to a lifting device which raises the carrier plate so far that the spikes retract into the baskets 60 on the grate 50 from below until the carrier plate 35 holds the grate 50 of FIG bottomed out.
  • the removal door 24 then sits up against the loading door 22 at the quenching chamber 20.
  • the loading door 24 is formed on its upper side 25 instead of on one side of the quenching chamber 20.
  • An unillustrated crane can remove the grate from the transfer unit and let it down through the opened loading door into the interior of the quenching chamber until the grate 50 is seated on the carrier plate 35.
  • the position of the mandrels 30 on the support plate 35 corresponds exactly to the position of the receptacles 52 of the grate 50, so that when lowering or lowering the grate 50 or raising the support plate 35 by the lifting device each mandrel 30 is aligned with exactly one basket 60. Since the outer diameter of the mandrels 30 is slightly smaller than the smallest inner diameter of the hot workpieces 10, by an amount corresponding to the expected during the quenching of the workpieces 10 radial shrinkage of the workpieces, all hot workpieces can each have a basket on the associated mandrel be slipped until the bottom workpiece of each basket rests on the support blocks 81, 82.
  • the support blocks 81, 82 are axially higher than the lugs 71, 75 in order to lift the lowermost workpiece 10 out of the region of the lower belt 62. If the lugs 71, 75 formed correspondingly high to the post 61, the support blocks can be omitted without replacement.
  • an inert gas for example nitrogen under high pressure of about 20 bar
  • the cold gas circulating in the quenching chamber 20 approximately in accordance with arrows 83, 84 (FIG. 8) which has approximately room temperature before being introduced, passes around the hot baskets 60 and the workpieces 10 stacked in them from the outside.
  • the heated gas from the quenching chamber via a heat exchanger the heat carried by the gas withdrawn, after which the gas is returned to the quenching chamber.
  • the hot workpieces are quenched in this manner and shrink on the mandrel 30. By this shrinking the dimensional accuracy of the cold workpieces 10 is ensured.
  • the removal door 24 is opened and the support plate 35 with bolt 39 and the thorns and baskets with workpieces from the second transfer unit from the quenching chamber 20 laterally moved out and into the position shown in Figure 2 between the upper part 40 and brought lower part 45 of the ejector.
  • the bolt 39 is moved in its open position according to Figure 2 relative to the support plate 35, wherein the mandrels 31, 32, 33 are held by the shrunk-workpieces in the left in Figure 2 unchanged position.
  • each of the upper and lower punches has a smaller outer diameter than the mandrels.
  • FIGS 7 and 8 in which the quenching chamber 20 is only indicated, illustrate a quenching process which is somewhat modified relative to that described above.
  • the mandrels 31, 32, 33 are hollow domes 131, 132, 133 and the up to the through holes 36, 37, 38 closed support plate 35 is replaced by a grate support 135.
  • the mandrel 131 has a central axial inner channel 134 which is not only open at the top, as shown, but may also be open at the bottom. Therefore, the cold compressed gas flows through the mandrel 131 inside and not only provides for its cooling, but also indirectly for a quenching of the workpieces at the inner edge, so for example at the inner toothing 2, if such is present. The quenching of the workpieces at their inner edge becomes even more effective when the jacket 136 of the mandrel 131 is provided with a plurality of radial bores communicating with the inner duct 134, two of which are designated 137, 138.
  • the inner channel 134 is closed at the bottom or at least narrowed, cold compressed gas flows through the radial bores 137, 138, which act as nozzles, directly against the inner edge of the workpieces.
  • the radial bores are distributed in the circumferential direction over the jacket 136 and arranged vertically spaced in several rows. Each row of radial bores is designed so that the associated radial bores aim approximately at the center of the respective workpiece.
  • the grate carrier 135 has except the through opening 139 for receiving the lower end of the mandrel 131 a plurality of openings 141, 142, 143, the number and shape of the design of the grate 50 is similar. As a result, a better vertical flow of the cold gas is achieved at the baskets and the outsides of the workpieces.
  • a grate bar which takes over the function of the bolt 39 and how the latter is displaceable between an open position and a closed position below the grate carrier.
  • the grate bar has a plurality of openings whose arrangement and shape the openings 141, 142, 143 of the grate carrier 135 and in its closed position with those aligned.
  • the invention is not limited to the stated numbers of workpieces stacked one above the other in each basket, to the number of baskets provided, to the illustrated design and number of receptacles 52 in the grate 50.
  • the invention is also applicable to quenching a single workpiece held in a basket and slipped over a mandrel.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschrecken von ringförmigen, metallischen Werkstücken, beispielsweise von Schiebemuffen für Fahrzeuggetriebe.
  • Aus der Schrift EP-A-45 881 ist eine Vorrichtung zum Härten von innenverzahnten Zahnrädern bekannt, bei der ein Vorzentrierdom mit einem außenverzahnten Härtedom in das Innere des zu härtenden Zahnrades eingeschoben, das Härtungsmedium auf die Oberfläche des Zahnrades aufgebracht und damach der Vorzentrierdom mit Härtedom durch eine Presse aus dem Zahnrad entfernt wird.
  • Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE-U-296 08 569 erläutert eine Härtevorrichtung für ringförmige Werkstücke, die in auf einer Trägerplatte aufgesetzten Magazinen übereinander gestapelt sind. Zum Abschrecken der heißen Werkstücke werden die Trägerplatte mit den Magazinen auf in einem Ölbad fest montierte Dorne abgesenkt, die während des Absenkens in die Öffnungen der gestapelten Werkstücke eindringen. Ferner ist eine Auspreßeinrichtung vorgesehen, welche den Dorn nach dem Härten aus den Werkstücken im Härteölbad herauspreßt.
  • Bei Verwendung eines Kaltgasstroms als Abschreckmedium bedarf es einer gasdichten Kammer, etwa in der Art, wie sie aus der deutschen Patentschrift 100 05 969 für eine von der Kammer ganz umschlossenen Wellenricht- und -härtemaschine bekannt ist.
  • Für das Kaltgasabschrecken relativ kleiner Werkstücke, wie sie etwa als Schiebemuffen vorliegen, ist eine Kammer notwendig, deren Größe an sich viel kleiner sein kann als eine solche, in welcher Wellen abgeschreckt werden können. Andererseits bedingt die Dorn-Auspreßvorrichtung eine erhebliche Kammergröße und besondere Maßnahmen an der Auspreßvorrichtung, was entsprechenden Aufwand bedeutet und daher nachteilig ist. Es sind Abschreckkammern bekannt, in welche heiße, aus einem Aufkohlungsofen herangeführte Zahnräder frei abgelegt und Kaltgas hohen Druckes ausgesetzt werden können. Ein erheblicher Anteil von auf diese Weise abgeschreckten Bauteilen zeigt einen Verzug, der eine vorgegebene Toleranz überschreitet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Härten der eingangs genannten Werkstücke durch Kaltgasabschreckung zu verbessern.
  • Dazu sieht die Erfindung ein Verfahren nach Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Patentanspruch 7 vor. Die Erfindung bringt den Vorteil, daß ringförmige Werkstücke mit hoher Präzision durch das im Vergleich zu Öl umweltfreundlichere und einfacher zu handhabende Kaltgasabschrecken gehärtet werden können, wobei eine Nachbehandlung etwa in Form eines Ausgleichs eines unerwünschten Verzugs der Werkstücke entfallen kann. Darüber hinaus braucht die Kaltgaskammer nur so groß zu sein, wie sie durch die Größe des oder der Werkstücke vorgegeben ist, weil die platzgreifende Dorn-Auspressung sowie die Vorbereitung der ausgepreßten Dorne zur Neuaufnahme von heißen Werkstücken außerhalb der Kaltgaskammer durchgeführt werden, wobei die Dorn-Auspreßeinrichtung von schädigenden Einflüssen des Kaltgasdruckes unbeeinträchtigt bleibt. Die Anzahl der pro Zeiteinheit abschreckbaren Werkstücke wird durch die Erfindung nicht berührt, weil die Dorn-Auspressung und Vorbereitung neuer Dorne weniger Zeit beansprucht als für das Abschrecken der Werkstücke erforderlich ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung hervor. Es zeigen:
    • Figur 1 und 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Härteverfahrens mit einem Kaltgasstrom;
    • Figur 3 eine schematische Draufsicht auf einen Riegel;
    • Figur 4 einen Vertikalschnitt durch sowie eine Draufsicht auf ein zu härtendes Werkstück;
    • Figur 5 eine Seitenansicht sowie eine Draufsicht auf einen zur Aufnahme von übereinander gestapelten Werkstücken geeigneten Korb;
    • Figur 6 eine Draufsicht auf einen Rost, auf welchem Körbe abgestellt werden können; und
    • Figuren 7 und 8 schematische Vertikalschnitte durch eine andere Ausführungsform der Erfindung.
  • Mit der in den Figuren 1 und 2 erläuterten Härteeinrichtung können heiße, ringförmige Werkstücke 10 (Figur 5) abgeschreckt werden, die im vorliegenden Beispiel Schiebemuffen mit einer Innenverzahnung 2 und einer äußeren umlaufenden Ringnut 4 und einer äußeren sowie inneren Kreisperipherie für Fahrzeuggetriebe sind.
  • Die Härteeinrichtung weist im wesentlichen eine Abschreckkammer 20 mit einer oberen Beschickungstür 22 und einer gegenüberliegenden unteren Entnahmetür 24, mehrere auf einer Trägerplatte 35 stehende Dorne 30 und eine Ausstoßvorrichtung 40, 45 auf, welch letztere außerhalb der Abschreckkammer 20 neben der Entnahmetür 24 angeordnet ist. Selbstverständlich kann die Entnahmetür 24 auch auf der gleichen Seite der Abschreckkammer 20 angeordnet sein wie die Beschickungstür 22, jedoch im dargestellten Beispiel unterhalb derselben. Ferner kommt in Betracht, die Entnahmetür 24 auf gleicher Höhe wie die Beschickungstür 22 und gegenüber derselben an der Abschreckkammer 20 aus nachstehend noch zu erläuternden Gründen vorzusehen. Nicht dargestellt ist eine erste Transfereinheit, welche jeweils einen Satz von mehreren Werkstücken 10 in die Abschreckkammer 20 durch die Beschickungstür 22 einführt. Weiterhin nicht dargestellt ist eine zweite Transfereinheit, die abgeschreckte Werkstücke 10 aus der Abschreckkammer 20 durch die Entnahmetür 24 entnimmt, in den Arbeitsbereich der Ausstoßvorrichtung 40, 45 bringt und einen neuen Satz von Dornen 30 in die Abschreckkammer durch die Entnahmetür 24 einträgt. Die erste und die zweite Transfereinheiten können je ein Manipulator mit den erforderlichen Freiheitsgraden für den jeweiligen Manipulatorarm sein.
  • Eine Gruppe von neun gleichartigen Werkstücken 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 sind an anderem, hier nicht dargestellten Ort konzentrisch übereinander in einem Korb 60 (Figur 6) gestapelt, dessen in Draufsicht kreisförmiger Untergurt 62 mit dem konzentrischen, gleichartigen Obergurt 64 über vier vertikale, in Umfangsrichtung schmale Pfosten 61, 63, 65, 67 fest verbunden ist. Die vertikalen Innenkanten 66, 68, 69, 70 der Pfosten 61, 63, 65, 67 tangieren einen gedachten horizontalen Kreis, dessen Radius nur wenig größer ist, als der größte Außenradius jedes Werkstückes 10. Ferner ist an jedem Pfosten in der Nähe des Untergurtes 62 eine radial einwärts vorstehende Nase ausgebildet, die für die Pfosten 61 und 65 mit 71 und 75 bezeichnet sind. Daher können die kalten Werkstücke 10 von der Seite des Ober-gurtes 64 aus so in den Korb 60 eingebracht werden, daß sie gemäß Figur 1 kon-zentrisch und horizontal sowie abstandslos übereinander liegen und von den Nasen gehalten werden.
  • Zum gemeinschaftlichen Transfer mehrerer Körbe 72, 73, 74 dient ein Rost 50 (Figur 6), welcher in einem Rahmenwerk acht gleichartige Aufnahmen 52 für je einen Korb aufweist. Es versteht sich, daß jeder Korb 60 in der Nähe des unteren Endes jedes Pfostens 61, 63, 65, 67 radial auswärts weisende nicht dargestellte Vorsprünge besitzt, die ein vertikales Einsetzen der Körbe 60 in eine der Aufnahmen 52 derart erlauben, daß die Körbe 60 unten bündig mit der Unterseite des Rostes 50 enden, wie Figuren 1 und 2 zeigen.
  • Jeder der drei dargestellten zylindrischen Dorne 31, 32, 33 sitzt mit seinem unteren Ende in je einer Durchgangsbohrung 36, 37, 38 der Trägerplatte 35 und ruht gemäß Figur 1 auf einem Riegel 39, welcher in nicht dargestellter Art unter der Trägerplatte 35 zwischen zwei Stellungen verschiebbar gelagert ist. Die Geschlossenstellung, in welcher die Durchgangsbohrungen 36, 37, 38 vom Riegel 39 wenigstens teilweise überdeckt sind, zeigen Figuren 1 und 3 und die Offenstellung, in welcher der Riegel 39 die Durchgangsbohrungen 36, 37, 38 freigibt, zeigt Figur 2. Der aus den Durchgangsbohrungen 36, 37, 38 unmittelbar nach oben herausragende Abschnitt jedes Dornes 31, 32, 33 ist eng von vier in Umfangsrichtung gleich beabstandeten, gleich hohen und aufrecht sehenden Auflageböcken umgeben, die für den Dorn 31 mit 81, 82 bezeichnet sind. Die Auflageböcke erheben sich aus einem flachen, den zugehörigen Dorn umgebenden Ringflansch, welcher auf die Oberseite der Trägerplatte 35 aufgeschraubt ist.
  • Die in Figur 2 schematisch dargestellte Ausstoßvorrichtung 40, 45 befindet sich außerhalb der Abschreckkammer 20 neben der Entnahmetür 24 und weist einen oberen Teil 40 sowie einen unteren Teil 45 auf, die derart vertikal beabstandet sind, daß Trägerplatte 35 mit Riegel 39, Dornen 30 und Körben 60 zwischen ihnen Platz finden können. Der obere Teil 40 weist drei durch nicht gezeigte Antriebe vertikal verfahrbare obere Stempel 41, 42, 43 auf und der untere Teil 45 umfaßt entsprechend auf die oberen Stempel 41, 42, 43 ausgerichtete und durch nicht abgebildete Antriebe vertikal verfahrbare untere Stempel 46, 47, 48. In der durch nicht gezeigte Anschläge definierten, in Figur 2 dargestellten Sollstellung der Trägerplatte 35 fluchtet mit jedem Dorn ein oberer Stempel sowie ein unterer Stempel und die zugehörige Durchgangsöffnung in der Trägerplatte 35.
  • Nach der Anordnung der Aufnahmen 52 im Rost 50 befinden sich die drei in den Figuren nebeneinander dargestellten Dorne sowie zugehörige Durchgangsbohrungen und Stempel nicht in gleicher Ebene, vielmehr liegt der mittlere Dorn mit zugehörigen Komponenten hinter der Papierebene.
  • Das Verfahren zum Härten bzw. Abschrecken der Werkstücke 10 mit der beschriebenen Härteeinrichtung wird wie folgt durchgeführt. Die Härteeinrichtung ist beispielsweise einem Aufkohlungsofen zugeordnet, der ein Drehherdofen oder allgemein ein Wärmebehandlungsofen sein kann. In dem Ofen kann sich ein Rost 50 mit einer Anzahl von mit Werkstücken 10 beladenen Körben befinden. Ist die Aufkohlungszeit abgelaufen, holt die erste Transfereinheit den Rost 50 aus dem Aufkohlungsofen und setzt ihn durch die geöffnete Beschickungstür 22 in die Abschreckkammer 20. Die den Rost 50 beispielsweise seitlich ergreifenden und haltenden Arme der ersten Transfereinheit werden so gesteuert, daß der Rost 50 über die Dorne 31, 32, 33 geführt und auf der Trägerplatte 35 abgesetzt wird, wobei beispielsweise der Dorn 31 mittig in den vom Korb 72 beherbergten Stapel von Werkstücken 10 .. 18 eindringt. Für dieses Absetzen gibt es mehrere Möglichkeiten: In der Abschreckkammer 20 kann die Trägerplatte mit einer Hubvorrichtung gekoppelt sein, welche die Trägerplatte soweit anhebt, daß die Dorne in die Körbe 60 auf dem Rost 50 von unten einfahren, bis die Trägerplatte 35 den Rost 50 von unten unterfaßt. Die Entnahmetür 24 sitzt dann oben gegenüber der Beschickungstür 22 an der Abschreckkammer 20. Als Alternative kann vorgesehen sein, daß die Beschickungstür 24 statt an einer Seite der Abschreckkammer 20 an ihrer Oberseite 25 ausgebildet ist. Ein nicht dargestellter Kran kann den Rost von der Transfereinheit abnehmen und ihn durch die geöffnete Beschickungstür in das Innere der Abschreckkammer so weit herablassen, bis der Rost 50 auf der Trägerplatte 35 aufsitzt.
  • Die Position der Dorne 30 auf der Trägerplatte 35 entspricht genau der Lage der Aufnahmen 52 des Rostes 50, so daß beim Absenken oder Herablassen des Rostes 50 oder Hochfahren der Trägerplatte 35 durch die Hubvorrichtung jeder Dorn 30 mit genau einem Korb 60 fluchtet. Da der Außendurchmesser der Dorne 30 etwas kleiner ist als der kleinste Innendurchmesser der heißen Werkstücke 10, und zwar um einen Betrag, der der während der Abschreckung der Werkstücke 10 erwarteten radialen Schrumpfung der Werkstücke entspricht, können alle heißen Werkstücke je eines Korbes über den zugehörigen Dorn gestülpt werden, bis das unterste Werkstück jedes Korbes auf den Auflageböcken 81, 82 aufliegt. Die Auflageböcke 81, 82 sind axial höher als die Nasen 71, 75, um das unterste Werkstück 10 aus dem Bereich des Untergurtes 62 anzuheben. Sind die Nasen 71, 75 entsprechend hoch an den Pfosten 61 ausgebildet, können die Auflageböcke ersatzlos entfallen.
  • Sodann werden die Beschickungstür 22 und die Entnahmetür 24 geschlossen und in die Abschreckkammer 20 wird ein inertes Gas, beispielsweise Stickstoff unter hohem Druck von etwa 20 bar eingeleitet. Das in der Abschreckkammer 20 etwa gemäß Pfeilen 83, 84 (Figur 8) umgewälzte kalte Gas, das vor dem Einleiten etwa Raumtemperatur aufweist, umstreicht die heißen Körbe 60 sowie die in ihnen gestapelten Werkstücke 10 von außen. Dem aufgeheizten Gas aus der Abschreckkammer wird über einen Wärmetauscher die vom Gas mitgeführte Wärme entzogen, wonach das Gas wieder der Abschreckkammer zugeführt wird. Die heißen Werkstücke werden auf diese Weise abgeschreckt und schrumpfen auf den Dorn 30 auf. Durch dieses Aufschrumpfen wird die Maßhaltigkeit der kalt gewordenen Werkstücke 10 sichergestellt.
  • Sind die Werkstücke 10 abgekühlt, wird die Entnahmetür 24 geöffnet und die Trägerplatte 35 mit Riegel 39 sowie den Dornen und Körben mit Werkstücken von der zweiten Transfereinheit aus der Abschreckkammer 20 seitlich herausgefahren und in die in Figur 2 dargestellte Position zwischen den oberen Teil 40 und den unteren Teil 45 der Ausstoßvorrichtung gebracht. Der Riegel 39 wird in seine Offenstellung gemäß Figur 2 relativ zur Trägerplatte 35 verschoben, wobei die Dorne 31, 32, 33 durch die aufgeschrumpften Werkstücke in der in Figur 2 links dargestellten unveränderten Position gehalten werden. Dann werden die Antriebe für die oberen Stempel 41, 42, 43 und die Antriebe für die unteren Stempel 46, 47, 48 entsprechend, das heißt gegensinnig aktiviert, so daß die oberen Stempel die Dorne aus den Werkstücken nach unten ausstoßen können, wie in Figur 2 rechter Hand angedeutet ist. Selbstverständlich hat jeder der oberen und unteren Stempel einen kleineren Außendurchmesser als die Dorne.
  • Nach Umsteuern der Antriebe für die oberen Stempel werden diese nach oben aus den Werkstücken herausgezogen, so daß der auf der Trägerplatte 35 frei ruhende Rost 50 durch einen Manipulator, Kran oder dergleichen abgehoben und zu einem anderen Arbeitsplatz gebracht werden kann, an welchem die abgeschreckten Werkstücke 10 aus den Körben 60 entnommen werden können. Nach Wegnahme des Rostes 50 werden die Antriebe der unteren Stempel 46, 47, 48 so aktiviert, daß diese Stempel die auf ihnen ruhenden Dorne 31, 32, 33 wieder in die Durchgangsbohrungen der Trägerplatte 35 einfahren. Nach anschließendem Verschieben des Riegels 39 in die Geschlossenstellung werden die unteren Stempel um die Stärke des Riegels 39 abwärts gefahren, so daß die Trägerplatte 35 mit ihren Dornen zum Einschub in die Abschreckkammer 20 durch die zweite Transfereinheit bereitsteht.
  • Die Figuren 7 und 8, in denen die Abschreckkammer 20 nur angedeutet ist, erläutern ein Abschreckverfahren, das relativ zu dem vorstehend beschriebenen etwas abgewandelt ist. Die Dorne 31, 32, 33 sind durch Hohldome 131, 132, 133 und die bis auf die Durchgangsbohrungen 36, 37, 38 geschlossene Trägerplatte 35 ist durch einen Rostträger 135 ersetzt.
  • Da alle Dorne 130 konstruktiv gleich sind, wird nur Dorn 131 näher beschrieben. Der Dorn 131 besitzt einen mittigen axialen Innenkanal 134, der nicht nur, wie dargestellt, oben offen ist sondern auch unten offen sein kann. Das kalte Druckgas durchströmt daher den Dorn 131 innen und sorgt nicht nur für seine Kühlung, sondern indirekt auch für ein Abschrecken der Werkstücke an deren innerem Rand, also beispielsweise an deren Innenverzahnung 2, wenn eine solche vorhanden ist. Das Abschrecken der Werkstücke an deren Innenrand wird noch wirksamer, wenn der Mantel 136 des Dornes 131 mit mehreren, mit dem Innenkanal 134 kommunizierenden Radialbohrungen versehen ist, von denen zwei mit 137, 138 bezeichnet sind. Vor allem dann, wenn, wie dargestellt, der Innenkanal 134 unten verschlossen oder wenigstens verengt ist, strömt kaltes Druckgas durch die Radialbohrungen 137, 138, die als Düsen wirken, unmittelbar gegen den Innenrand der Werkstücke. Die Radialbohrungen sind in Umfangsrichtung über den Mantel 136 gleich verteilt und in mehreren Reihen vertikal beabstandet angeordnet. Jede Reihe von Radialbohrungen ist so angelegt, daß die zugehörigen Radialbohrungen etwa auf die Mitte des jeweiligen Werkstückes zielen.
  • Der Rostträger 135 besitzt außer der Durchgangsöffnung 139 zur Aufnahme des unteren Endes des Dornes 131 mehrere Durchbrüche 141, 142, 143, deren Anzahl und Form der Gestaltung des Rostes 50 gleicht. Dadurch wird eine bessere Vertikalströmung des Kaltgases an den Körben und den Außenseiten der Werkstücke erreicht. Nicht dargestellt ist ein Rostriegel, der die Funktion des Riegels 39 übernimmt und wie letzterer zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung unterhalb des Rostträgers verschiebbar ist. Der Rostriegel hat mehrere Durchbrüche, deren Anordnung und Form den Durchbrüchen 141, 142, 143 des Rostträgers 135 gleichen und in seiner Geschlossenstellung mit jenen fluchten.
  • Die Erfindung ist nicht auf die genannten Anzahlen von übereinander in jedem Korb gestapelten Werkstücken, auf die Anzahl der vorgesehenen Körbe, auf die erläuterte Gestaltung und Anzahl von Aufnahmen 52 in dem Rost 50 beschränkt. Die Erfindung ist auch anwendbar auf das Abschrecken eines einzigen Werkstückes, das in einem Korb gehalten ist und über einen Dorn gestülpt wird.

Claims (15)

  1. Härteverfahren für heiße ringförmige Werkstücke wie beispielsweise Schiebemuffen, mit einem kalten Abschreckmittel, bei welchem die Werkstücke über wenigstens einen feststehenden Dorn gestülpt und dem Abschreckmittel ausgesetzt werden und der Dorn nach dem Abschrecken aus den Werkstücken ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke in einer Abschreckkammer mit Kaltgas beaufschlagt werden und der Dorn außerhalb der Abschreckkammer ausgestoßen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltgas der Abschreckkammer unter hohem Druck zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abschreckkammer der Innenrand der Werkstücke mit Kaltgas beaufschlagt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Werkstücken Wärme durch den hohlen vom Kaltgas durchströmten Dorn entzogen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrand der Werkstück aus Perforationen der Dornwand heraus mit Kaltgas beaufschlagt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn nach dem Ausstoßen aus den Werkstücken der Abschreckkammer wieder zugeführt wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Vorrichtung zum Zuführen und Überstülpen der heißen Werkstücke (10) über einen vorübergehend feststehenden Dorn (30; 130), sowie mit einer Dorn-Ausstoßvorrichtung (40, 45), dadurch gekennzeichnet, daß in einer mit Kaltgas beschickbaren Abschreckkammer (20) der Dorn zum Überstülpen der Werkstücke bereitgehalten und die Dorn-Ausstoßvorrichtung (40, 45) außerhalb der Abschreckkammer (20) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Werkstücke (10, ..., 18) in mindestens einem Korb (72, 73, 74) in axialer Fluchtung übereinander gestapelt sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Korb in je einer Aufnahme (52) eines Rostes (50) gehalten ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Korb je ein Dorn (31, 32, 33; 131, 132, 133) auf einer Trägerplatte (35, 135) derart angeordnet ist, daß jeder Dorn durch die Ausstoßvorrichtung (40, 45) aus den kalten aufgeschrumpften Werkstücken ausstoßbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne Hohldorne (131, 132, 133) mit je einem mittigen Axialkanal (134) für das Kaltgas sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (135) Durchbrüche (141, 142, 143) aufweist, die Durchbrüchen des Rostes (50) entsprechen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (136) jedes Hohldornes (131) in Höhe jedes der Werkstücke mehrere mit dem Axialkanal kommunizierende radiale Durchbohrungen (137, 138) aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbohrungen in einer der Anzahl in einem Korb gestapelter Werkstücke entsprechenden Anzahl von Reihen angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßvorrichtung einen oberen Teil (40) mit mehreren oberen Stempeln (41, 42, 43) und zugehörigem Antrieb und einen unteren Teil (45) mit mehreren unteren Stempeln (46, 47, 48) aufweist, wobei die oberen und die unteren Stempel axial aufeinander ausgerichtet sind.
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