EP3124131B1 - Vorrichtung und verfahren zum härten und richten eines stangenförmigen halbzeugs - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum härten und richten eines stangenförmigen halbzeugs Download PDF

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EP3124131B1
EP3124131B1 EP16181995.8A EP16181995A EP3124131B1 EP 3124131 B1 EP3124131 B1 EP 3124131B1 EP 16181995 A EP16181995 A EP 16181995A EP 3124131 B1 EP3124131 B1 EP 3124131B1
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EP
European Patent Office
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finished product
rollers
receptacle
roller
rod
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Manfred Frey
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Zollern & Co KG GmbH
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Zollern & Co KG GmbH
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    • B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/02—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers
    • B21D3/04—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers arranged on axes skew to the path of the work
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
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    • 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
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0018—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces for charging, discharging or manipulation of charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/28—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for plain shafts

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for hardening and straightening a rod-shaped semi-finished product made of metal, in particular steel or another metal alloy that can be hardened.
  • the bar-shaped semi-finished product can be a bar (solid material) or a tube (hollow inside).
  • the US 846,497 A describes a device for straightening a shaft.
  • the device has a plurality of rollers resting on the circumference of the shaft at different angular positions.
  • the invention is based on the object of specifying a device and a method for hardening and straightening a bar-shaped semi-finished product, which (s) allows a faster process flow compared to the inductive continuous method, the hardened bar-shaped semi-finished product after hardening and straightening having a high level of precision with regard to intended to fulfill straightness.
  • the invention relates to a device for straightening and in particular also hardening a bar-shaped semi-finished product made of metal, in particular a Straightening device or a straightening and hardening device.
  • the metal can be a steel material or another metal or another metal alloy. Examples of suitable steel materials are: 100Cr6, HS 6-5-2, X90CrMoV18, Cf 53. Of course, other materials are also suitable for use with the device or for carrying out the method described herein.
  • the invention is based on the idea of placing a rod-shaped semi-finished product in a state heated at least to or above the austenitization temperature between a large number of first rollers, a large number of second rollers and a large number of third rollers, which are also referred to as upper rollers or top rollers can enclose at a plurality of points distributed over the length and circumference of the semi-finished product and, while rotating the rollers and thus immersing the semi-finished product with a substantially horizontal orientation of the rod-shaped semi-finished product, in a liquid cooling medium. Due to the rotating rollers, the semi-finished product is held in the cooling medium during quenching, i. H. during hardening, at the same time straightened. With the device, an extremely fast manufacturing process for hardened rod-shaped semi-finished products can be implemented, which is significantly faster compared to the prior art mentioned at the outset.
  • the device can have several pairs of rollers arranged along the longitudinal direction of a receptacle for the rod-shaped semi-finished product.
  • Each pair of rollers may include a first rotatable roller and a second rotatable roller.
  • the diameter of the rotatable rollers can, for example, be larger, in particular at least five times larger than that Be diameter of the rod-shaped semi-finished product to be processed.
  • the first rotatable roller and the second rotatable roller are offset from each other along the longitudinal direction of the receptacle.
  • the adjacent first and second rollers of adjacent pairs of rollers are also offset from one another.
  • first and second roller of a pair of rollers this preferably also applies to the first and second roller of the other pairs of rollers.
  • the axis of rotation of the first roller and the axis of rotation of the second roller are offset from one another, as a result of which, in the projection along the longitudinal direction of the receptacle, a gap or a V-shaped depression is formed between the first and second roller, which forms the receptacle for the semi-finished product, for example can be, in which the semi-finished product can be inserted. Should there be a gap in the projection, the gap spacing is preferably significantly smaller than the outer diameter of the semi-finished product.
  • the gap or the V-shaped indentation causes the first roller to be or rest at a first angular position on the circumference of the rod-shaped semi-finished product that can be inserted or inserted into the receptacle and the second roller at a second angular position that differs from the first angular position can be placed or is placed on the circumference of the rod-shaped semi-finished product that can be inserted or has been inserted into the receptacle.
  • the gravity acting on the semi-finished product this in z. B. hold the V-shaped receptacle. Gravity presses the rod-shaped semi-finished product at least with a portion of the force against the first and second roller of the pair of rollers.
  • the first rollers, the second rollers and/or the upper rollers can have a crowned or a cylindrical running surface.
  • the first and second rollers can have a crowned running surface and the top rollers can have a cylindrical or also crowned running surface.
  • the first and second rollers may be rotatably mounted and/or attached to a roller bed support.
  • the device comprises a plurality of upper rollers, which are arranged offset to the first and second rollers along the longitudinal direction of the receptacle and can be or are placed at a third angular position on the circumference of the bar-shaped semi-finished product that can be inserted or has been inserted into the receptacle.
  • the longitudinal direction of the receptacle corresponds to the longitudinal axis of the semi-finished product when the semi-finished product is placed in the receptacle.
  • an upper roller can be placed or rest against the circumference of the semi-finished product at the third angular position.
  • an upper roller can be arranged in each case along the longitudinal direction of the receptacle between the first and second roller of a roller pair and/or between the first and second roller, which are adjacent, of two adjacent roller pairs.
  • the following sequence can result for rollers: first roller, upper roller, second roller, upper roller, first roller, upper roller, second roller, upper roller, etc.
  • a drive element such as. B. a drive motor z. B. can be designed as an electric motor, directly or indirectly, such as. B. be coupled via a gear with the first rollers and / or the second rollers, and / or the top rollers that the drive unit can drive the first rollers, the second rollers or the top rollers in rotation.
  • the rotational movement of the rollers can preferably be transferred to the rod-shaped semi-finished product, in that the rollers roll over the circumference of the semi-finished product.
  • the drive can preferably drive at least the first rollers and the second rollers, the upper rollers e.g. B. can be freely rotatable, such. B. can be taken by the rotation of the semi-finished product.
  • the first rollers can be seated on a common shaft driven by the drive.
  • the second rollers can be seated on a second shaft which can be driven by the drive motor.
  • the first rollers can be seated on a first drive train, with a universal joint being able to be arranged between adjacent first rollers in order to, for example, B. to allow the inclination of the first drive wheels.
  • the second rollers can sit on a common second drive train, with a cardan joint also being able to be arranged between adjacent second rollers.
  • the first roller is non-rotatably connected to a first driven wheel and the second roller is non-rotatably connected to a second driven wheel or is seated on a common shaft.
  • the drive unit can be connected via a gearbox to a drive shaft, wherein the drive shaft can have a drive wheel arranged thereon in a rotationally fixed manner, the drive wheel, the first driven wheel and the second driven wheel of a traction mechanism, such as B. a V-belt, a flat belt, a belt in general, a chain or preferably a toothed belt can be wrapped around at least part of their respective circumference.
  • the traction mechanism allows at least slight inclinations of the first and second rollers, since the traction mechanism can compensate for small angular offsets.
  • the traction means in particular the belt or toothed belt, transmits the rotary movement of the drive shaft to the first and second driven wheel.
  • a traction drive can be provided for each pair of rollers.
  • the respective drive wheels for the traction drives can sit on a common drive shaft, which is controlled by the drive means, in particular the motor, such as. B. via the transmission, can be driven in rotation and z. B. extends along the longitudinal direction of the receptacle, in particular parallel thereto.
  • the rotatable top rollers are preferably attached to a roller support.
  • An actuator associated with it can be provided for each top roller, e.g. B. a fluidic cylinder, in particular a hydraulic or pneumatic cylinder, wherein the top roller is attached to the actuator and the actuator is preferably attached to the 0berro11enlie.
  • the top rollers can be moved by means of their respective actuator, in particular in groups or individually, relative to the top roller carrier towards the receptacle or the semi-finished product and away from the receptacle or the semi-finished product.
  • the force with which the respective top roller presses on the semi-finished product can be controlled via the pressure in the fluidic cylinder.
  • the piston of the fluidic cylinder can be guided linearly in relation to the cylinder housing of the fluidic cylinder and cannot be rotated. The same applies alternatively or additionally to the mount for the rotatable top roller attached to the piston.
  • the roller bed carrier and the 0berro11enabo can be connected by means of a guide, in particular a linear guide, so that the 0berro11enough together with the actuators and the upper rollers can be moved towards the receptacle or the semi-finished product and away from the receptacle or the semi-finished product, in particular can be moved linearly.
  • a guide in particular a linear guide
  • an actuator can be provided, in particular a fluidic cylinder, such as e.g. B. a hydraulic or pneumatic cylinder, which can move the 0berro11enough towards the recording or the semi-finished product and away from the recording or the semi-finished product.
  • a stop and a counter-stop can be arranged between the roller bed carrier and the roller bed carrier, the stop and the counter-stop abutting one another when the roller bed carrier is in its advanced or lowered position relative to the semi-finished product. At least one of the stop and counter-stop can be adjusted with respect to its distance, so that the stroke of the roller carrier can be adjusted.
  • the adjustable stop can be arranged either on the roller bed support or the roller bed support, with a distance between the counter stop and the stop being manually, i. H. manually or by machine, e.g. B. is adjustable via a servomotor.
  • a coolant container or - basin which is open at the top, be arranged, or with liquid coolant such.
  • liquid coolant such as water, oil or a water-oil emulsion for quenching (rapid cooling) of the semi-finished product is filled.
  • the essentially horizontally arranged semi-finished product can be immersed below the liquid level of the liquid coolant by lowering the roller bed carrier and the roller bed carrier.
  • the device can have a machine frame for this purpose, with a guide being arranged kinematically between the machine frame and the roller bed carrier, the guide z.
  • roller bed carrier in particular as a unit with the 0berro11enitati or together with the 0berro11enitati in relation to the machine frame between a raised position in which the semi-finished product or the recording is above the liquid level, and a lowered position, in which the semi-finished product or the receptacle is below the liquid level, can be moved back and forth, in particular by means of an actuator such as e.g. B. a fluidic cylinder, such as. B. a hydraulic or pneumatic cylinder.
  • actuator such as e.g. B. a fluidic cylinder, such as. B. a hydraulic or pneumatic cylinder.
  • the axes of rotation of the first roller, the second roller and the upper roller can be arranged so skewed to the longitudinal axis of the rod-shaped semi-finished product or the longitudinal direction of the receptacle that the first roller, the second roller and the upper roller follow a helical curve on the circumference of the rod-shaped semi-finished product are rollable or roll whereby the rod-shaped semi-finished product can be transported along the longitudinal direction of the receptacle with a combined rotational and axial movement, in particular a screwing movement.
  • This advantageously ensures that the rollers rolling on the circumference do not dig into the circumference or impair the structure.
  • the axes of rotation of the first rollers being offset parallel to one another and the axes of rotation of the second rollers also being offset parallel to one another.
  • the axes of rotation of the first roller and the second roller can be arranged at an acute angle, in particular at an angle, with respect to the longitudinal direction of the receptacle or the longitudinal axis of the rod-shaped semi-finished product that can be inserted into the receptacle between 1 and 30°.
  • the axes of rotation of the first roller and the second roller can be arranged at said acute angle in relation to an imaginary straight line that is parallel to the longitudinal direction of the receptacle or the longitudinal axis of the rod-shaped semi-finished product that can be inserted into the receptacle and intersects the relevant axis of rotation.
  • the plane of rotation spanned by the rotatability of the first and second rollers and upper rollers can be at an acute angle to a cross-sectional plane whose surface normal is the longitudinal direction of the receptacle or the longitudinal axis of the rod-shaped semi-finished product.
  • the device can include an ejection mechanism which is adapted to eject the rod-shaped semi-finished product from the receptacle laterally and/or transversely to the longitudinal direction of the receptacle.
  • the device can have a support mechanism that is adapted to hold the rod-shaped semi-finished product in a raised position in or in the area of the receptacle, in particular to hold it above the receptacle, with the rod-shaped semi-finished product being arranged without contact with the first and second rollers in this position .
  • the support mechanism is adapted to lower the rod-shaped semi-finished product from the raised position into a position in which the rod-shaped semi-finished product rests against the first and second rollers and is in particular free of contact with the support mechanism. This has the advantage that not too much heat is withdrawn from the semi-finished product heated to hardening temperature when it is already in the support and z. B. the device is not yet ready for immersion.
  • a furnace in particular an annealing furnace, can be provided which has an opening which is arranged in alignment with the longitudinal direction of the receptacle, the device further comprising a gripper with a drive, in particular a linear drive, which is adapted to be a rod-shaped Semi-finished products can be removed from the furnace through the opening of the furnace and pulled into the receptacle with a movement along the longitudinal direction of the receptacle or z. B. on the support mechanism or store directly on the first and second rollers.
  • the gripper can pull the semi-finished product into the position in which it is in the raised position by means of the support mechanism.
  • the invention also relates to a method for hardening and straightening a rod-shaped semi-finished product made of metal, wherein a rod-shaped semi-finished product made of steel, for example heated completely above or at least to the austenitization temperature, is placed in the receptacle of the device, as z. B. is described or claimed herein, with the top rollers being placed on the circumference of the rod-shaped semi-finished product, and the rod-shaped semi-finished product being immersed in the preferably liquid cooling medium, in particular by rotating the first and second rollers while rotating about its longitudinal axis, in particular with a substantially horizontally aligned semi-finished product (roughly parallel to the liquid surface).
  • the rod-shaped semi-finished product can be transported along the longitudinal direction by means of a simultaneous rotary and axial movement, in particular a screwing movement.
  • the or only the upper rollers are delivered to the receptacle or applied to the circumference of the semi-finished product, below which the semi-finished product is located or, in particular by means of the screwing movement, moved through. This prevents the semi-finished product from being transported against an end face of a roll, which could cause the straightening process to be disturbed.
  • the actuators of the upper rollers are preferably controlled in such a way that the upper rollers are pressed against the circumference of the rod-shaped semi-finished product with a force that is at least so great that the semi-finished product subjected to bending stresses exceeds the yield point at least in its outermost fiber or over its entire cross-section is stretched.
  • the top rollers z. B. are pressed against the rod-shaped semi-finished product with an increasing force depending on the duration of the submersion of the rotating rod-shaped semi-finished product. i.e. in other words, the pressing force of the upper rollers on the periphery of the semi-finished product is increased with increasing time of immersion of the semi-finished product against the semi-finished product.
  • the force can over time z. B. linear or non-linear increase.
  • the figures show parts or assemblies of a device for straightening and in particular hardening of a rod-shaped semi-finished product 70.
  • a roller bed unit 20 is shown, which has an example table-shaped roller bed carrier 27, which is in the figures 1 and 2 is shown shortened, resulting in the gap between the sections of the roller bed support 27 results.
  • a plurality of pairs of rollers 23 are arranged in a row along a longitudinal direction L (dotted line) of a receptacle 71 for the rod-shaped semi-finished product 70 that is essentially horizontal in relation to the direction of gravity on the roller bed carrier 27, in particular on its upper side.
  • the pairs of rollers 23 or each of the pairs of rollers 23 comprises a first roller 21, which may also be referred to as a first sub-roller, and a second roller 22, which may also be referred to as a second sub-roller.
  • the axis of rotation of the first roller 21 is offset, such as offset parallel or offset at an angle, to the axis of rotation of the second roller 22 of the roller pair 23 .
  • the first rotatable roller 21 and the second rotatable roller 22 of the or each pair of rollers 23 are arranged offset to one another along the longitudinal direction L of the receptacle 71 .
  • receptacle 71 when it is inserted into the roller bed as intended for the straightening or hardening process, such as a projection along the longitudinal direction between the first and second rollers 21, 22 formed V-shaped area.
  • the first and second rollers 21, 22 of one or each pair of rollers 23 are offset along the longitudinal direction L of the receptacle 71 to the first and second rollers 21, 22 of the adjacent pair of rollers 23 or the adjacent pairs of rollers 23.
  • a first roller 21 and a second roller 22 are arranged alternately along the longitudinal direction L of the receptacle 71 .
  • the first roller 21 or at least the majority of the first roller 21 is related to an imaginary, vertical plane, i.e.
  • the receptacle 71 is located (mathematically idealized: every point of the receptacle 71 lies in the plane, i.e there are infinitely many points of intersection) on one side of the plane and the second roller 22 or at least the major part of the second roller 22 on the other side of the plane.
  • the first roller 21 can rest at a first angular position on the circumference of the rod-shaped semi-finished product 70 that can be inserted into the receptacle 71
  • the second roller 22 can rest at a second angular position, different from the first angular position, on the circumference of the rod-shaped semi-finished product 70 that can be inserted into the receptacle 71 issue.
  • the semi-finished product 70 is placed in the receptacle 71, its circumference can rest against the circumferential surfaces of the first and second rollers 21, 22.
  • a V-shaped area is formed between the rollers 21, 22 of the pair of rollers 23, in which the receptacle 71 is arranged or which forms the receptacle 71 and/or the semi-finished product 70 is arranged or becomes ( figure 4 ).
  • the V-shaped area there can be a gap between the rollers 21, 22 in the projection, but the gap width would have to be smaller than the outer diameter of the semi-finished product 70.
  • each bearing block 24 On the roller bed support 27, in particular on its upper side, i.e. the side that is opposite to the direction of gravity, a large number of bearing blocks 24 are arranged in a row in the longitudinal direction L or are attached to the roller bed support 27, with each bearing block 24 having a first roller 21 and a second roller 22 rotatably supported.
  • the first roller 21 and the second roller 22 of each bearing block 24 can form a pair of rollers 23 .
  • a first roller 21 of a bearing block 24 can form the pair of rollers 23 with the second roller 22 of the adjacent bearing block 24 adjacent to it.
  • each first roller 21 can form a pair of rollers 23 with one of the second rollers 22 adjacent to it.
  • the bearing blocks 24 have a recess for the receptacle 71 or the semi-finished product 70 on their upper side between the first and second rollers 21, 22 in order to provide sufficient space for the semi-finished product 70 when it is placed in the receptacle 71.
  • the apparatus includes a roller support unit 40 which includes a roller support 44, a plurality of upper rollers 41, also referred to as top rollers, and a plurality of actuators 42.
  • Each roller 41 has its own actuator 42 associated with it.
  • the rollers 41 are rotatably mounted on their respective actuator 42 about the roller axis of rotation.
  • the actuator 42 is preferably a fluidic cylinder, such as a pneumatic cylinder, or alternatively a hydraulic cylinder.
  • the actuator 42 has a cylinder housing and a piston that is axially displaceable relative to the cylinder housing, in particular by means of pneumatics or hydraulics, and which is non-rotatable about the longitudinal axis of the piston in relation to the cylinder housing.
  • the cylinder housing is fastened to the roller carrier 44 in an axially and torsionally fixed manner.
  • the roller 41 can be moved towards the receptacle 71 or the semi-finished product 70 or the roller bed carrier 27 and away from the receptacle 71 or the semi-finished product 70 or the roller bed carrier 27 by means of the actuator 42 .
  • the roller bed unit 20 has a guide 53, in particular a column guide or linear guide, on which a guide body of the 0berro11entragö 40, which is connected to the 0berro11enitati 44, is linearly displaceably guided, whereby the 0berro11entragaji 40, ie the 0berro11enIndia 44 as a unit with the actuators 42 and the rollers 41 can be moved towards the receptacle 71 or the semi-finished product 70 or the roller bed carrier 27 and away from the receptacle 71 or the semi-finished product 70 or the roller bed carrier 27 .
  • An actuator 50 in particular a fluidic cylinder, such as a pneumatic or hydraulic cylinder, is arranged between the roller bed unit 20 and the 0berro11entragaji 40, which has a cylinder housing and a piston which can be displaced axially, in particular pneumatically or hydraulically, relative to the cylinder housing.
  • the actuator 50 By means of the actuator 50 is the 0berro11entragiata 40 between a raised position, such as in the figure 6 is shown, and a lowered position relative to the roller bed support 27 reciprocatingly.
  • the roller support unit 40 has a counter-stop 52 for a stop 51, the counter-stop 52 being connected to the roller support 44, in particular rigidly.
  • the roller bed unit 20 has the stopper 51 which is connected to the roller bed support 27 .
  • the stop 51 can be adjusted in terms of its position relative to the roller bed carrier 27 or the counter stop 52 .
  • the distance between the counter-stop 52 and the stop 51 can be changed by adjusting the stop 51, such as by means of a servo motor.
  • the counter-stop 52 In the lowered position, the counter-stop 52 is in contact with the stop 51. This allows the rollover support unit 40 to be repeatedly moved to the same lowered position in a simple manner.
  • the straightening path for straightening the semi-finished product 70 can be controlled in this way.
  • the stop 51 can, for. B. manually or motorized in relation to the roller bed carrier 27 and / or the counter stop 52 are adjusted.
  • the rollover support unit 40 is shown in its raised position.
  • the rollers 41 can be placed against the circumference of the rod-shaped semi-finished product 70 placed in the receptacle 71 by means of the actuators 42.
  • the rollers 41 can be applied to the periphery of the stock 70 at a third angular position, the third angular position being different from the first and second angular positions.
  • the rollers 41 are lined up along the longitudinal direction L and are offset from the first and second rollers.
  • the rollers 41 are lined up along the longitudinal direction L of the receptacle 71 or the longitudinal axis of the semi-finished product 70, between the first and second rollers 21, 22 of a pair of rollers 23 and between the first and second rollers 21, 22, which are adjacent, of two adjacent pairs of rollers 23 is one roller 41 arranged. This ensures that between the first and second rollers 21, 22 a roller 41 can be placed against the circumference of the rod-shaped semi-finished product 70.
  • the following sequence of rollers 21, 22, 41 results along the longitudinal direction L or the longitudinal axis: first roller 21, upper roller 41, second roller 22, upper roller 41, first roller 21, upper roller 41, second roller 22, etc..
  • the roller bed unit 20 also includes an (electric) motor 30, whose drive shaft in the example shown figure 2 is arranged vertically and is operatively connected via a gear 31, in particular a bevel gear, to a drive shaft 32, which runs horizontally or parallel to the longitudinal direction L in the example shown.
  • a rotation of the drive shaft of the motor 30 causes, via the gear 31, a rotation of the drive shaft 32, which is arranged below the rollers 21, 22 and/or the roller bed carrier 27.
  • the drive shaft 32 is rotatably mounted by means of pivot bearings and is connected to the roller bed carrier 27 .
  • Each first roller 21 is non-rotatably connected to a first driven wheel 21a assigned to it.
  • Each second roller 22 is non-rotatably connected to a second driven wheel 22a assigned to it.
  • the output gears 21a, 22a which are rotatably mounted together with the first and second rollers 21, 22 on a common bearing block 24, are partially wrapped around the circumference by a toothed belt 34, the toothed belt 34 being provided for each bearing block 24 in a rotationally fixed manner on the Drive shaft 32 seated drive wheel 33 wraps.
  • a rotation of the drive shaft 32 causes a rotation of the drive wheels 21a, 22a and thus the first and second rollers 21, 22.
  • the rod-shaped semi-finished product 70 When the rod-shaped semi-finished product 70 is inserted into its receptacle 71 and rests with its circumference on the rollers 21, 22, causes the Rotational movement of the rollers 21, 22 also causes a rotational movement of the semi-finished product 70 about its longitudinal axis.
  • the rollers 41 resting on the circumference of the semi-finished product 70 are also driven in rotation by the rotating semi-finished product 70 .
  • the rollers 41 could in principle be designed to be rotationally drivable with a corresponding drive, the present embodiment provides that the rollers 41 can rotate freely or passively and are carried along only by the rotary movement of the semi-finished product 70 .
  • the roller bed unit 20 has an idler roller 35 z.
  • a deflection roller is provided between the driven wheel 22a and the drive wheel 33, which also rests on the outside of the toothed belt 34 in order to also increase the degree of wrap of the toothed belt 34 on the wheels 22a and 33.
  • a belt drive designed in this way is provided for each bearing block 24 .
  • the semi-finished product 70 can be straightened by the rollers 21, 22, 41 resting on the semi-finished product 70 and the rotary drive of the rollers 21, 22, which also causes the semi-finished product 70 to rotate.
  • this device can also only be used for straightening, i. H. use without the curing process described herein.
  • the rod-shaped semi-finished product 70 can be transported along the longitudinal direction L of the receptacle 71 or along the longitudinal axis of the semi-finished product 70 with a combined rotational and axial movement, in particular a screw movement, which additionally improves the straightening result and affects the microstructure as little as possible during hardening the axes of rotation of the first rollers 21, the second rollers 22 and the upper rollers 41 are arranged so skewed relative to the longitudinal axis of the rod-shaped semi-finished product 70 or the longitudinal direction L of the receptacle 71 that the first rollers 21, the second rollers 22 and the upper rollers 41 roll along a helical curve on the circumference of the rod-shaped semi-finished product 70 when the rod-shaped semi-finished product 70 is rotated by rotating the first and second rollers 21, 22 is rotated.
  • a combined rotational and axial movement in particular a screw movement
  • the axes of rotation of the first rollers 21, the second rollers 22 and the rollers 41 are arranged at an acute angle in relation to the longitudinal direction of the receptacle L or the longitudinal axis of the semi-finished product 70. Since the axes are skewed to one another, this means that the angle between the relevant axis of rotation and an imaginary parallel to the longitudinal direction L or the longitudinal axis intersecting this axis of rotation is an acute angle, in particular in the angle range between 1° and 30°.
  • the spanned planes of rotation assigned to the respective rollers 21, 22, 41 by the rotation of the first and second rollers 21, 22 and top rollers 41 can be at an acute angle, e.g. between 1° and 30°, to a cross-sectional plane whose surface normal is the longitudinal direction L of the receptacle 71 or the longitudinal axis of the rod-shaped semi-finished product 70 is.
  • the arrangement means that the axes of rotation of the first rollers 21 are offset parallel to one another and the axes of rotation of the second rollers 22 are also offset parallel to one another.
  • the axes of rotation of the rollers 41 are also offset parallel to one another.
  • the first and second rollers 21, 22 and e.g. B. the rollers 41 can be crowned or straight on their running surfaces or peripheral surfaces.
  • a crowned peripheral surface has the advantage over a straight peripheral surface that the risk of damage to the outer circumference of the semi-finished product 70 is reduced.
  • the roller bed unit 20 has a plurality of connecting arms 26 which connect a retaining flange 25 to the roller bed support 27 .
  • the connecting arm 26 is shaped in such a way that it connects the support flange 25, which is located above the rollers 21, 22 with respect to the vertical, to the roller bed support 27.
  • the at least one connecting arm 26 is arranged on the side of the roller bed support 27 on which the guide 53, the actuator 50 and/or the stop and the counter-stop 51, 52 are also arranged.
  • a machine frame 10 is shown with which the device z. B. can be set up on a floor or a footprint.
  • a holding plate 13 is vertically linearly displaceable.
  • a guide 11, 12, in particular a column guide is arranged between the holding plate 13 and the machine frame 10, as a result of which the holding plate 13 can be displaced linearly relative to the machine frame 10.
  • the guide 11, 12 has a column 11 whose longitudinal direction is vertical.
  • Arranged around the column 11 is at least one guide bushing 12 , in particular two guide bushings 12 , which is fastened to the holding plate 13 .
  • a plurality of such guides 11, 12 are arranged between the retaining plate 13 and the machine frame 10.
  • the roller bed unit 20 is fastened to the holding plate 13, in particular by means of the holding flange 25 and screw bolts. By moving the holding plate 13, the unit consisting of the roller bed unit 20 and the roller bed unit 40 can be moved back and forth vertically relative to the machine frame 10, ie raised and lowered.
  • An actuator 14, in particular a hydraulic or pneumatic cylinder, is fastened to the machine frame 10, by means of which the holding plate 13 or the unit consisting of the roller bed unit 20 and the roller bed unit 40 can be raised and lowered.
  • a gear 15, 16, 17, in particular a cam gear, is provided between the actuator 14 and the holding plate 13, which converts the drive movement of the actuator 14 into a lifting movement of the holding plate 13.
  • the transmission 15, 16, 17 shown here is only an example. Other gear types or designs are also conceivable.
  • An actuator that acts indirectly on the holding plate 13 is also possible.
  • the piston which is slidably arranged in the cylinder housing of the actuator 14, is articulated by means of a piston rod to a drive bar 15, the drive bar 15 being pivotably attached to a first corner lever 16 by means of a pivot bearing and to a second corner lever 16 by means of a second pivot bearing.
  • the relevant pivot axis of the first pivot bearing and the second pivot bearing are spaced apart.
  • the corner lever 16 is fastened to the machine frame 10 in a stationary, pivotable manner by means of a pivot bearing.
  • the corner lever 16 has a further pivot bearing, with which it is pivotally connected to a push rod 17, which push rod 17 is in turn pivotally connected to the support plate 13, such as. B. via an intermediate console.
  • the piston of the actuator 14 or the piston rod of the actuator 14 is retracted, as a result of which the retaining plate 14 is in its lowered position and the receptacle 71 is in its immersed position.
  • the corner levers 16 are in the in figure 7 shown pivoted clockwise and the holding plate 13 is moved from its lowered position or the receptacle 71 or the semi-finished product 70 from its immersed position ( figure 3 ) into an immersed position in which the semi-finished product 70 is above the liquid level of the cooling medium ( figure 3 ), emotional.
  • the roller bed unit 20 has a coolant pool 18 for receiving a liquid coolant, such as. B. oil or water or an emulsion arranged.
  • the coolant basin 18 is or can be filled with a liquid coolant, the liquid level being arranged such that the semi-finished product 70 in the immersed position is actually completely immersed below the liquid level.
  • the device particularly the roller bed unit, has an ejection mechanism 80 ( figure 5 ) which has at least one actuator 81 and one ejector arm 84 .
  • the ejector arm 84 can be pivoted by means of the actuator 81 , the pivoting movement of the ejector arm 84 taking place transversely to the longitudinal direction L and through the receptacle 71 .
  • a semi-finished product 70 arranged in the receptacle 71 is thereby ejected from the receptacle 71 laterally to its longitudinal axis when the actuator 81 pivots the ejector arm 84 .
  • the actuator 81 is a fluidic cylinder, in particular a pneumatic cylinder, which has a piston with a piston rod that is displaceably arranged in a cylinder housing.
  • the piston rod is connected by means of a lever arm 82 which is fastened to a shaft 83 in a rotationally fixed manner.
  • Moving the piston rod in or out of the cylinder housing of the actuator 81 causes the lever arm 82 to pivot about the longitudinal axis of the shaft 83 and also causes the shaft 83 to pivot Substantially parallel to the shaft 83 extending in the longitudinal direction L are fastened in a rotationally fixed manner are pivoted about the longitudinal axis of the shaft 83 when the shaft 83 is pivoted.
  • the semi-finished product 70 can be ejected from the receptacle 71 transversely to its longitudinal axis.
  • the device in particular the roller bed unit 20, comprises a support mechanism 90 which has at least one actuator 91 and a support arm 94, the support arm 94 being movable back and forth between a raised position and a lowered position by means of the actuator 91, in particular being pivotable.
  • the rod-shaped semi-finished product 70 is held in or on the receptacle 71 in such a way that the rod-shaped semi-finished product 70 is arranged without contact with the first and second rollers, with the rod-shaped semi-finished product 70 in a lowered position of the support arm 94 on the first and second Rollers 21, 22 rests and is not in contact with the support arm 94.
  • support arms 94 can be arranged over the length L, it being preferred that the number of support arms 94 is less than the number of pairs of rollers 23. This can advantageously be achieved that a glowing semi-finished product loses less heat because it is on less Support points rests than it would lose if it rested on the rollers 21, 22.
  • the support mechanism 90 has a fluidic cylinder as an actuator 91, in particular a pneumatic cylinder, the piston of which with the piston rod can be moved linearly back and forth in relation to a cylinder housing.
  • the piston rod is connected to the shaft 93 via a lever arm 92, which is non-rotatably seated on a shaft 93, whereby moving the piston rod in and out causes the lever arm 92 and the shaft 93 to pivot about the longitudinal axis of the shaft 93.
  • the at least one support arm 94 or a plurality of support arms 94 which are distributed over the longitudinal direction L, are fastened to the shaft 93 in a rotationally fixed manner. Pivoting the shaft 93 thus also causes the at least one support arm to pivot.
  • the Shaft 93 extends along, in particular essentially parallel to, the longitudinal direction L.
  • the actuators 91, 81 are preferably located on the side of the roller bed support 27 on which the link arms 26 are located. This allows lateral accessibility to the receiving space on the one hand and the ejection of the semi-finished product 70 from the receptacle 71, such as. B. by means of the ejection mechanism 80.
  • the device may comprise a furnace 19 which is adapted to heat the semi-finished product 70 to a temperature above the austenitization temperature, such as between 850 and 1250° C., the furnace having a figures 1 and 2 symbolically shown opening 19a, which is arranged in alignment with the longitudinal axis L.
  • the device also has a gripper 37 mounted on a linear drive, which can be moved along the longitudinal direction L towards the opening 19a of the furnace 19 and away from the opening 19a of the furnace 19 .
  • the hardening and straightening process can proceed as follows: First, a rod-shaped semi-finished product 70 is removed from the furnace 19 by means of the gripper 37, the semi-finished product 70 being essentially completely heated to at least or above the austenitization temperature.
  • the hot semi-finished product is removed from the furnace 19 via the opening 19a, the gripping arm 37 being moved linearly along the longitudinal direction L and the semi-finished product 70 being deposited on the support arms 94 which are in their raised positions.
  • the actuator 91 By appropriately controlling the actuator 91, the support arms 94 are pivoted or lowered, whereby the semi-finished product 70 on the rotating due to the rotation of the motor 30 first and second rollers 21, 22 is deposited, whereby the semi-finished product 70 is also rotated.
  • the rollers 41 are lowered towards the semi-finished product 70 by lowering the berro11entragaji 40 or the berro11enlie 44, on which the actuators 42 are attached.
  • the rollers 41 which are located along the longitudinal axis of the semi-finished product 70 in the region of the semi-finished product 70, are placed individually or in groups by means of the actuators 42 on the circumference of the rotating semi-finished product 70.
  • the roller bed unit 20 is lowered into the coolant tank by means of the actuator 14 and the gear 15, 16, 17 together with the roller bed support unit 40, at least until the essentially horizontal semi-finished product 70 is completely submerged under the liquid level of the coolant with a movement transverse to its longitudinal axis becomes.
  • the semi-finished product 70 performs a screwing movement along the longitudinal direction L.
  • the rapid cooling of the semi-finished product 70 caused by the cooling medium causes a structural transformation in the material, e.g. B. after martensite in steel.
  • Those rollers 41 are advantageously applied to the semi-finished product 70 one after the other by means of their respective actuators 42, under which the semi-finished product 70 is currently located due to its movement along the longitudinal direction L.
  • the force which exerts the rollers 41 on the semi-finished product 70, z. B. be constant or preferably increase depending on the length of time the rotating bar-shaped semi-finished product 70 is submerged. This is advantageous because the yield point of the semi-finished product changes, in particular increases, over time.
  • the force with which the rollers 41 are pressed against the semi-finished product 70 can be controlled in that the pressure of the pressurized fluid (compressed gas, hydraulic oil) is increased.
  • a control can be provided which increases the pressure as a function of the duration of the submersion according to a predetermined linear or non-linear curve.
  • the rollers 41 are pressed against the circumference of the rod-shaped semi-finished product 70 with a force that is at least so great that the semi-finished product 70 subjected to bending stress is stretched beyond its yield point, at least in its outermost fiber.
  • the immersed semi-finished product 70 can be flowed against or around by means of a liquid stream in order to achieve an even better cooling effect through forced convection.
  • the roller bed unit 20 is lifted together with the roller bearing unit 40 and the semi-finished product 70 and moved into an immersed position in which the semi-finished product 70 is above the liquid level.
  • the roller support unit 40 is lifted off the roller bed unit 20 by means of the actuator 43 .
  • the semi-finished product 70 is ejected from the receptacle 71 laterally to the longitudinal axis of the semi-finished product 70 by means of the ejection arms 84 of the ejection mechanism 90 .
  • the device is now again ready to remove a new heated semi-finished product 70 from the furnace 19 and to harden and straighten it according to the method described herein.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Härten und Richten eines stangenförmigen Halbzeugs aus Metall, insbesondere aus Stahl oder einer anderen härtbaren Metalllegierung. Das stangenförmige Halbzeug kann eine Stange (Vollmaterial) oder ein Rohr (innen hohl) sein.
  • Bekannt ist es, lange Stangen aus Stahl im Durchlaufverfahren lokal z.B. induktiv zu erhitzen und direkt im Anschluss mit einem Kühlmedium abzuschrecken, um den Stahl zu härten.
  • Die US 846,497 A beschreibt eine Vorrichtung zum Geraderichten einer Welle. Die Vorrichtung weist mehrere auf verschiedenen Winkelpositionen am Umfang der Welle anliegende Rollen auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Härten und Richten eines stangenförmigen Halbzeugs, anzugeben, welche(s) gegenüber dem induktiven Durchlaufverfahren einen schnelleren Prozessablauf erlaubt, wobei das gehärtete stangenförmige Halbzeug nach dem Härten und Richten eine hohe Präzision hinsichtlich der Geradheit erfüllen soll.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
  • Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zum Richten und insbesondere auch Härten eines stangenförmigen Halbzeugs aus Metall, insbesondere von einer Richtvorrichtung oder einer Richt- und Härtevorrichtung aus. Bei dem Metall kann es sich um einen Stahlwerkstoff oder ein anderes Metall oder eine andere Metalllegierung handeln. Beispiele für geeignete Stahlwerkstoffe sind: 100Cr6, HS 6-5-2, X90CrMoV18, Cf 53. Selbstverständlich sind auch noch andere Werkstoffe für die Verwendung mit der Vorrichtung oder zur Durchführung des hierin beschriebenen Verfahrens geeignet.
  • Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, ein stangenförmiges Halbzeug in einem mindestens auf die oder über die Austenitisierungstemperatur erhitzten Zustand zwischen einer Vielzahl von ersten Rollen, einer Vielzahl von zweiten Rollen und einer Vielzahl von dritten Rollen, die auch als obere Rollen oder Oberrollen bezeichnet werden können, an einer Vielzahl über die Länge und den Umfang des Halbzeugs verteilten Stellen einzufassen und unter Drehung der Rollen und somit des Halbzeugs mit einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung des stangenförmigen Halbzeugs in ein flüssiges Kühlmedium einzutauchen. Durch die sich drehenden Rollen wird das Halbzeug während des Abschreckens im Kühlmedium, d. h. während des Härtens, gleichzeitig hinsichtlich seiner Geradheit gerichtet. Mit der Vorrichtung lässt sich ein äußerst schneller Herstellprozess für gehärtete stangenförmige Halbzeuge verwirklichen, der gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik deutlich schneller ist.
  • Die Vorrichtung kann mehrere entlang der Längsrichtung einer Aufnahme für das stangenförmige Halbzeug angeordnete Rollenpaare aufweisen. Jedes Rollenpaar kann eine erste drehbare Rolle und eine zweite drehbare Rolle aufweisen. Somit können eine Vielzahl erster Rollen und eine Vielzahl zweiter Rollen vorhanden sein. Der Durchmesser der drehbaren Rollen kann zum Beispiel größer, insbesondere mindestens fünfmal größer als der Durchmesser des zu bearbeitenden stangenförmigen Halbzeugs sein. Die erste drehbare Rolle und die zweite drehbare Rolle sind entlang der Längsrichtung der Aufnahme zueinander versetzt angeordnet. Die benachbarten ersten und zweiten Rollen von benachbarten Rollenpaaren sind ebenfalls versetzt zueinander angeordnet.
  • Sofern auf die erste und zweite Rolle eines Rollenpaars Bezug genommen wird, gilt dies vorzugsweise auch für die erste und zweite Rolle der anderen Rollenpaare.
  • Die Drehachse der ersten Rolle und die Drehachse der zweiten Rolle sind zueinander versetzt, wodurch in der Projektion entlang der Längsrichtung der Aufnahme zwischen der ersten und zweiten Rolle ein Spalt oder eine V-förmige Vertiefung, welche zum Beispiel die Aufnahme für das Halbzeug bildet, gebildet sein kann, in welche das Halbzeug einlegbar ist. Sollte in der Projektion ein Spalt bestehen, so ist der Spaltabstand vorzugsweise deutlich geringer als der Außendurchmesser des Halbzeugs. Durch den Spalt oder die V-förmige Vertiefung wird bewirkt, dass die erste Rolle an einer ersten Winkelposition an dem Umfang des in die Aufnahme einlegbaren oder eingelegten stangenförmigen Halbzeugs anlegbar ist oder anliegt und die zweite Rolle an einer zweiten, von der ersten Winkelposition verschiedenen Winkelposition an dem Umfang des in die Aufnahme einlegbaren oder eingelegten stangenförmigen Halbzeugs anlegbar ist oder angelegt ist. Somit kann die Schwerkraft, die auf das Halbzeug wirkt, dieses in z. B. der V-förmigen Aufnahme halten. Die Schwerkraft drückt das stangenförmige Halbzeug zumindest mit einem Kraftanteil an die erste und zweite Rolle des Rollenpaars.
  • Die ersten Rollen, die zweiten Rollen und/oder die Oberrollen können eine ballige oder eine zylindrische Lauffläche aufweisen. Z. B. können die ersten und zweiten Rollen eine ballige Lauffläche und die Oberrollen eine zylindrische oder ebenfalls ballige Lauffläche aufweisen. Die ersten und zweiten Rollen können drehbar an einem Rollenbettträger angeordnet und/oder befestigt sein.
  • Die Vorrichtung umfasst mehrere Oberrollen, die entlang der Längsrichtung der Aufnahme versetzt zu den ersten und zweiten Rollen angeordnet sind und auf einer dritten Winkelposition an den Umfang des in die Aufnahme einlegbaren oder eingelegten stangenförmigen Halbzeugs anlegbar oder angelegt sind. Die Längsrichtung der Aufnahme entspricht der Längsachse des Halbzeugs, wenn das Halbzeug in die Aufnahme eingelegt ist. Insbesondere kann zwischen jeden benachbarten ersten und zweiten Rollen eines Rollenpaars oder eines benachbarten Rollenpaars eine Oberrolle an der dritten Winkelposition an dem Umfang des Halbzeugs anlegbar sein oder anliegen. Insbesondere kann jeweils eine Oberrolle entlang der Längsrichtung der Aufnahme zwischen der ersten und zweiten Rolle eines Rollenpaars oder/und zwischen der ersten und zweiten Rolle, die benachbart sind, von zwei benachbarten Rollenpaaren angeordnet sein. Entlang der Längsrichtung der Aufnahme oder der Längsachse des Halbzeugs kann sich somit folgende Reihenfolge für Rollen ergeben: erste Rolle, Oberrolle, zweite Rolle, Oberrolle, erste Rolle, Oberrolle, zweite Rolle, Oberrolle, usw. Durch diese Einfassung des stabförmigen Halbzeugs kann dieses während des Härtens besonders vorteilhaft hinsichtlich seiner Geradheit gerichtet werden.
  • Bevorzugt kann ein Antriebselement, wie z. B. ein Antriebsmotor, der z. B. als Elektromotor ausgestaltet sein kann, direkt oder indirekt, wie z. B. über ein Getriebe so mit den ersten Rollen und/oder den zweiten Rollen, und/oder den Oberrollen gekoppelt sein, dass die Antriebseinheit die ersten Rollen, die zweiten Rollen oder die Oberrollen drehend antreiben kann. Vorzugsweise kann die Drehbewegung der Rollen auf das stangenförmige Halbzeug übertragen werden, in dem die Rollen über den Umfang des Halbzeugs abrollen. Bevorzugt kann der Antrieb zumindest die ersten Rollen und die zweiten Rollen antreiben, wobei die Oberrollen z. B. frei drehbar sein können, wie z. B. durch die Drehbewegung des Halbzeugs mitgenommen werden können.
  • Z. B. können die ersten Rollen auf einer gemeinsamen Welle sitzen, die von dem Antrieb angetrieben wird. Dementsprechend können die zweiten Rollen auf einer zweiten Welle sitzen, die von dem Antriebsmotor antreibbar ist. Z. B. können die ersten Rollen auf einem ersten Triebstrang sitzen, wobei zwischen benachbarten ersten Rollen jeweils ein Kardangelenk angeordnet sein kann, um z. B. die Schrägstellung der ersten Antriebsräder zu ermöglichen. Dementsprechend können die zweiten Rollen auf einem gemeinsamen zweiten Triebstrang sitzen, wobei zwischen benachbarten zweiten Rollen ebenfalls ein Kardangelenk angeordnet sein kann.
  • In bevorzugten Ausführungen sind die erste Rolle drehfest mit einem ersten Abtriebsrad und die zweite Rolle drehfest mit einem zweiten Abtriebsrad verbunden oder sitzen auf einer gemeinsamen Welle. Die Antriebseinheit kann über ein Getriebe mit einer Antriebswelle verbunden sein, wobei die Antriebswelle ein drehfest darauf angeordnetes Antriebsrad aufweisen kann, wobei das Antriebsrad, das erste Abtriebsrad und das zweite Abtriebsrad von einem Zugmitteltrieb, wie z. B. einem Keilriemen, einem Flachriemen, einen Riemen allgemein, einer Kette oder bevorzugt einem Zahnriemen zumindest über einen Teil ihres jeweiligen Umfangs umschlungen werden können. Der Zugmitteltrieb erlaubt zumindest leichte Schrägstellungen der ersten und zweiten Rollen, da das Zugmittel kleine Winkelversätze ausgleichen kann. Das Zugmittel, insbesondere der Riemen oder Zahnriemen überträgt die Drehbewegung der Antriebswelle auf das erste und zweite Abtriebsrad. Je Rollenpaar kann ein solcher Zugmitteltrieb vorgesehen sein. Die jeweiligen Antriebsräder für die Zugmitteltriebe können auf einer gemeinsamen Antriebswelle sitzen, die von dem Antriebsmittel, insbesondere dem Motor, wie z. B. über das Getriebe, drehend antreibbar ist und sich z. B. entlang der Längsrichtung der Aufnahme erstreckt, insbesondere parallel dazu.
  • Die drehbaren Oberrollen sind vorzugsweise an einem 0berro11enträger befestigt. Für jede Oberrolle kann ein ihm zugeordnetes Stellglied vorgesehen sein, wie z. B. ein Fluidikzylinder, insbesondere ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, wobei die Oberrolle an dem Stellglied befestigt ist und das Stellglied vorzugsweise an dem 0berro11enträger befestigt ist. Die Oberrollen können mittels ihres jeweiligen Stellglieds, insbesondere in Gruppen oder einzeln relativ zu dem 0berro11enträger zu der Aufnahme oder dem Halbzeug hin und von der Aufnahme oder dem Halbzeug weg bewegbar sein. Insbesondere kann über den Druck in dem Fluidikzylinder die Kraft, mit der die jeweilige Oberrolle auf das Halbzeug drück, gesteuert werden. Beispielweise kann der Kolben des Fluidikzylinders, in Bezug auf das Zylindergehäuse des Fluidikzylinders linear geführt und nicht verdrehbar sein. Gleiches gilt alternativ oder zusätzlich für die am Kolben befestigte Aufnahme für die drehbare Oberrolle.
  • Insbesondere können der Rollenbettträger und der 0berro11enträger mittels einer Führung, insbesondere Linearführung so verbunden sein, dass der 0berro11enträger zusammen mit den Stellgliedern und den Oberrollen zu der Aufnahme oder dem Halbzeug hin und von der Aufnahme oder dem Halbzeug wegbewegbar ist, insbesondere linear bewegbar ist. Z. B. kann ein Stellglied vorgesehen sein, insbesondere ein Fluidikzylinder, wie z. B. ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, welches den 0berro11enträger zu der Aufnahme oder dem Halbzeug hin und von der Aufnahme oder dem Halbzeug wegbewegen kann.
  • Beispielsweise können zwischen dem Rollenbettträger und dem 0berro11enträger ein Anschlag und ein Gegenanschlag angeordnet sein, wobei der Anschlag und der Gegenanschlag aneinander anstoßen, wenn der 0berro11enträger in seiner zu dem Halbzeug zugestellten Position oder abgesenkten Position ist. Zumindest einer aus Anschlag und Gegenanschlag ist bezüglich seines Abstandes verstellbar, so dass der Hub des 0berro11enträgers einstellbar ist. Insbesondere kann der verstellbare Anschlag entweder an dem 0berro11enträger oder dem Rollenbettträger angeordnet sein, wobei ein Abstand zwischen dem Gegenanschlag und dem Anschlag manuell, d. h. händisch oder maschinell, wie z. B. über einen Servomotor einstellbar ist.
  • Beispielsweise kann unterhalb des Rollenbettträgers ein Kühlmittelbehälter oder - becken, das nach oben hin offen ist, angeordnet sein, der oder das mit flüssigem Kühlmittel, wie z. B. Wasser, Öl oder einer Wasser-Öl-Emulsion zum Abschrecken (rasches Abkühlen) des Halbzeugs befüllt ist. Beispielsweise kann das im Wesentlichen horizontal angeordnete Halbzeug durch Absenken des Rollenbettträgers und des 0berro11enträgers unter den Flüssigkeitsspiegel des flüssigen Kühlmittels eingetaucht werden. Die Vorrichtung kann hierfür ein Maschinengestell aufweisen, wobei zwischen dem Maschinengestell und dem Rollenbettträger kinematisch eine Führung angeordnet ist, wobei die Führung z. B. eine Linearführung sein kann und wobei der Rollenbettträger, insbesondere als Einheit mit dem 0berro11enträger oder gemeinsam mit dem 0berro11enträger in Bezug auf das Maschinengestell zwischen einer angehobenen Position, in der das Halbzeug oder die Aufnahme oberhalb der des Flüssigkeitsspiegels ist, und einer abgesenkten Position, in der das Halbzeug oder die Aufnahme unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ist, hin und her bewegbar ist, insbesondere mittels eines Stellglieds wie z. B. eines Fluidikzylinders, wie z. B. eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders.
  • Beispielsweise können die Drehachsen der ersten Rolle, der zweiten Rolle und der Oberrolle so windschief zu der Längsachse des stangenförmigen Halbzeugs oder der Längsrichtung der Aufnahme angeordnet sein, dass die erste Rolle, die zweite Rolle und die Oberrolle entlang einer helixförmigen Kurve am Umfang des stabförmigen Halbzeugs abrollbar sind oder abrollen wodurch das stabförmige Halbzeug entlang der Längsrichtung der Aufnahme mit einer kombinierten Dreh- und Axialbewegung, insbesondere einer Schraubbewegung transportierbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht dass sich die am Umfang abrollenden Rollen nicht in den Umfang eingraben oder das Gefüge beeinträchtigen. Dies kann insbesondere dadurch bewirkt werden, dass die Drehachsen der ersten Rollen parallel zueinander versetzt sind und die Drehachsen der zweiten Rollen ebenfalls parallel zueinander versetzt sind. Insbesondere können die Drehachsen der ersten Rolle und der zweiten Rolle in Bezug auf die Längsrichtung der Aufnahme oder der Längsachse des in die Aufnahme einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs in einem spitzen Winkel angeordnet sein, insbesondere mit einem Winkel zwischen 1 und 30°. Insbesondere können die Drehachsen der ersten Rolle und der zweiten Rolle in Bezug auf eine gedachte Gerade, die parallel zu der Längsrichtung der Aufnahme oder der Längsachse des in die Aufnahme einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs ist und die betreffende Drehachse schneidet in dem genannten spitzen Winkel angeordnet sein.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt kann die durch die Drehbarkeit der ersten und zweiten Rollen und Oberrollen aufgespannten Rotationsebene mit einem spitzen Winkel auf eine Querschnittsebene stehen, deren Flächennormale die Längsrichtung der Aufnahme oder die Längsachse des stangenförmigen Halbzeugs ist. Gleiches gilt sinngemäß für die Oberrollen.
  • Die Vorrichtung kann einen Auswurfmechanismus umfassen, der angepasst ist, das stangenförmige Halbzeug aus der Aufnahme seitlich und/oder quer zur Längsrichtung der Aufnahme auszuwerfen.
  • Ferner kann die Vorrichtung einen Auflagemechanismus aufweisen, der angepasst, das stangenförmige Halbzeug in einer angehobenen Position in oder im Bereich der Aufnahme zu halten, insbesondere überhalb der Aufnahme zu halten, wobei in dieser Position das stangenförmige Halbzeug berührungsfrei zu den ersten und zweiten Rollen angeordnet ist. Ferner ist der Auflagemechanismus angepasst, das stangenförmige Halbzeug aus der angehobenen Position in eine Position abzusenken, in der das stangenförmige Halbzeug an den ersten und zweiten Rollen anliegt und insbesondere berührungsfrei zu dem Auflagemechanismus ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass dem auf Härtetemperatur erhitzten Halbzeug nicht zu viel Wärme entzogen wird, wenn es bereits in der Auflage liegt und z. B. die Vorrichtung noch nicht bereit zum Eintauchen ist.
  • Insbesondere kann ein Ofen, insbesondere ein Glühofen, vorgesehen sein, der eine Öffnung aufweist, die in einer Flucht mit der Längsrichtung der Aufnahme angeordnet ist, wobei die Vorrichtung ferner einen Greifer mit einem Antrieb, insbesondere einem Linearantrieb umfasst, der angepasst ist, ein stangenförmiges Halbzeug durch die Öffnung des Ofens aus dem Ofen zu entnehmen und mit einer Bewegung entlang der Längsrichtung der Aufnahme in die Aufnahme zu ziehen oder z. B. auf dem Auflagemechanismus abzulegen oder unmittelbar auf den ersten und zweiten Rollen abzulegen. Insbesondere kann der Greifer das Halbzeug in die Position ziehen, in der es mittels des Auflagemechanismus in der angehobenen Position ist.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Härten und Richten eines stangenförmigen Halbzeugs aus Metall, wobei ein z.B. vollständig über oder zumindest auf die Austenitisierungstemperatur erhitztes stangenförmiges Halbzeug aus Stahl in die Aufnahme der Vorrichtung, wie sie z. B. hierin beschrieben oder beansprucht wird, gelegt wird, wobei die Oberrollen auf den Umfang des stangenförmigen Halbzeugs aufgesetzt werden, und das stangenförmige Halbzeug, insbesondere mittels Drehung der ersten und zweiten Rollen, unter Drehung um seine Längsachse in das vorzugsweise flüssige Kühlmedium eingetaucht wird, insbesondere mit einem im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Halbzeug (in etwa parallel zur Flüssigkeitsoberfläche). Wichtig ist, dass vor und während des Eintauchens und auch während des Untertauchens, d. h. des Abkühlens des Halbzeugs die Rollen drehen und somit auch das Halbzeug gedreht wird, wodurch es während des Härtens hinsichtlich seiner Geradheit gerichtet wird.
  • In Ausführungsformen mit schräg stehenden ersten Rollen, zweiten Rollen und/oder Oberrollen kann durch das Drehen das stangenförmige Halbzeug entlang der Längsrichtung mittels einer gleichzeitigen Dreh- und Axialbewegung, insbesondere einer Schraubbewegung, transportiert werden. Vorteilhaft werden die oder nur die Oberrollen zu der Aufnahme zugestellt oder an den Umfang des Halbzeugs angelegt, unterhalb der sich das Halbzeug befindet oder, insbesondere mittels der Schraubbewegung, hindurch bewegt. Dadurch wird verhindert, dass das Halbzeug gegen eine Stirnseite einer Rolle transportiert wird, was bewirken könnte, dass der Richtvorgang gestört wird.
  • Die Stellglieder der Oberrollen werden vorzugsweise so angesteuert, dass die Oberrollen mit einer Kraft gegen den Umfang des stangenförmigen Halbzeugs gedrückt werden, die mindestens so groß ist, dass das dadurch auf Biegung beanspruchte Halbzeug zumindest in seiner äußersten Faser oder über seinen gesamten Querschnitt über die Streckgrenze gedehnt wird.
  • Da sich beim Abkühlen die Streckgrenze des Materials des Halbzeugs erhöht, ist es bevorzugt, dass die Oberrollen z. B. mit einer in Abhängigkeit von der Zeitdauer des Untertauchens des sich drehenden stangenförmigen Halbzeugs zunehmenden Kraft gegen das stangenförmige Halbzeug gedrückt werden. D. h. mit anderen Worten, dass die Andrückkraft der Oberrollen auf den Umfang des Halbzeugs mit zunehmender Zeitdauer des Untertauchens des Halbzeugs gegen das Halbzeug erhöht wird. Die Kraft kann über die Zeitdauer z. B. linear oder nicht linear ansteigend sein.
  • Die Erfindung wurde anhand mehrerer bevorzugter Ausführungen und Beispiele beschrieben. Im Folgenden werden eine Ausführungsform der Vorrichtung anhand von Figuren und die Durchführung des Verfahrens mittels dieser Vorrichtung beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht einer Rollenbetteinheit,
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht der Rollenbetteinheit und einer 0berro11eneinheit,
    Figur 3
    eine Querschnittsansicht der Rollenbetteinheit und der 0berro11eneinheit durch ein Stellglied eines Auflagemechanismus,
    Figur 4
    ein Ausschnitt aus einer Querschnittsansicht, in der zwei untere Rollen und das stangenförmige Halbzeug im Querschnitt dargestellt sind,
    Figur 5
    eine Querschnittsansicht der Rollenbetteinheit und der 0berro11eneinheit, wobei ein Stellglied eines Auswurfmechanismus erkennbar ist,
    Figur 6
    eine Seitenansicht der Rollenbetteinheit und der 0berro11eneinheit aus der insbesondere ein Mechanismus erkennbar ist, mit dem die 0berro11eneinheit in Bezug auf die 0berro11eneinheit bewegbar oder verfahrbar, insbesondere höhenverstellbar ist, und
    Figur 7
    eine Seitenansicht eines Maschinengestells, aus der insbesondere ein Mechanismus erkennbar ist, mit dem die Rollenbetteinheit zusammen mit der 0berro11eneinheit zwischen einer ausgetauchten Position und einer eingetauchten Position hin und her bewegbar, insbesondere verfahrbar ist.
  • Die Figuren zeigen Teile oder Baugruppen einer Vorrichtung zum Richten und insbesondere auch Härten eines stangenförmigen Halbzeugs 70.In der Figur 1 wird eine Rollenbetteinheit 20 dargestellt, die einen z.B. tischförmigen Rollenbettträger 27 aufweist, der in den Figuren 1 und 2 verkürzt dargestellt ist, wodurch sich die Lücke zwischen den Abschnitten des Rollenbettträgers 27 ergibt. An dem Rollenbettträger 27, insbesondere auf dessen Oberseite, sind mehrere Rollenpaare 23 entlang einer Längsrichtung L (strichpunktierte Linie) einer in Bezug auf die Schwerkraftrichtung im Wesentlichen horizontale Aufnahme 71 für das stangenförmige Halbzeug 70 aneinandergereiht angeordnet. Die Rollenpaare 23 oder jedes der Rollenpaare 23 umfasst eine erste Rolle 21, die auch als erste Unterrolle bezeichnet werden kann, und eine zweite Rolle 22, die auch als zweite Unterrolle bezeichnet werden kann. Die Drehachse der ersten Rolle 21 ist versetzt, wie zum Beispiel parallel versetzt oder winkelversetzt zu der Drehachse der zweiten Rolle 22 des Rollenpaars 23 angeordnet. Die erste drehbare Rolle 21 und die zweite drehbare Rolle 22 des oder eines jeden Rollenpaars 23 sind entlang der Längsrichtung L der Aufnahme 71 zueinander versetzt angeordnet. Als Aufnahme 71 wird der Bereich bezeichnet, in dem sich das stangenförmige Halbzeug 70 befindet, wenn es für den Richt- oder Härtevorgang bestimmungsgemäß in das Rollenbett eingelegt ist, wie z.B. ein in der Projektion entlang der Längsrichtung zwischen den ersten und zweiten Rollen 21, 22 gebildeter V-förmiger Bereich.
  • Die ersten und zweiten Rollen 21, 22 eines oder eines jeden Rollenpaars 23 sind entlang der Längsrichtung L der Aufnahme 71 versetzt zu den ersten und zweiten Rollen 21, 22 des benachbarten Rollenpaars 23 oder der benachbarten Rollenpaare 23 angeordnet. Entlang der Längsrichtung L der Aufnahme 71 sind abwechselnd eine erste Rolle 21 und eine zweite Rolle 22 angeordnet. Die erste Rolle 21 oder zumindest der überwiegende Teil der ersten Rolle 21 ist bezogen auf eine gedachte, vertikal verlaufende, d.h. parallel zur Schwerkraftrichtung verlaufende Ebene, in der sich die Aufnahme 71 befindet (mathematisch idealisiert: jeder Punkt der Aufnahme 71 liegt in der Ebene, also gibt es unendlich viele Schnittpunkte), auf einer Seite der Ebene und die zweite Rolle 22 oder zumindest der überwiegende Teil der zweiten Rolle 22 auf der anderen Seite der Ebene angeordnet.
  • Die erste Rolle 21 kann an einer ersten Winkelposition an dem Umfang des in die Aufnahme 71 einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs 70 anliegen und die zweite Rolle 22 kann an einer zweiten, von der ersten Winkelposition verschiedenen Winkelposition an dem Umfang des in die Aufnahme 71 einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs 70 anliegen. Wenn das Halbzeug 70 in die Aufnahme 71 eingelegt ist, kann es mit seinem Umfang an den Umfangsflächen der ersten und zweiten Rollen 21, 22 aufliegen.
  • In einer Projektion entlang der Längsrichtung L der Aufnahme 71 ist zwischen den Rollen 21, 22 des Rollenpaars 23 ein V-förmiger Bereich gebildet, in dem die Aufnahme 71 angeordnet ist oder der die Aufnahme 71 bildet, oder/und das Halbzeug 70 angeordnet ist oder wird (Figur 4). Alternativ zu dem V-förmigen Bereich kann in der Projektion ein Spalt zwischen den Rollen 21, 22 vorhanden sein, dessen Spaltbreite jedoch geringer sein müsste als der Außendurchmesser des Halbzeugs 70.
  • An dem Rollenbettträger 27, insbesondere auf dessen Oberseite, d.h. die Seite, die der Schwerkraftrichtung entgegengesetzt ist, sind eine Vielzahl Lagerböcke 24 in Längsrichtung L aneinandergereiht angeordnet bzw. an dem Rollenbettträger 27 befestigt, wobei jeder Lagerbock 24 eine erste Rolle 21 und eine zweite Rolle 22 drehbar lagert. Die erste Rolle 21 und die zweite Rolle 22 eines jeden Lagerbocks 24 können ein Rollenpaar 23 bilden. Alternativ kann eine erste Rolle 21 eines Lagerbocks 24 mit der ihr benachbarten zweiten Rolle 22 des benachbarten Lagerbocks 24 das Rollenpaar 23 bilden. Allgemein ausgedrückt kann jede erste Rolle 21 mit einer der ihr benachbarten zweiten Rollen 22 ein Rollenpaar 23 bilden.
  • Die Lagerböcke 24 weisen an ihrer Oberseite zwischen der ersten und zweiten Rolle 21, 22 eine Aussparung für die Aufnahme 71 oder das Halbzeug 70 auf, um ausreichend Platz für das Halbzeug 70 bereitzustellen, wenn es in die Aufnahme 71 eingelegt ist.
  • Wie z.B. in der Figur 2 dargestellt, weist die Vorrichtung eine 0berro11entrageinheit 40 auf, die einen 0berro11enträger 44, eine Vielzahl obere Rollen 41, die auch als Oberrollen bezeichnet werden, und eine Vielzahl Stellglieder 42 umfasst. Jeder Rolle 41 ist ein eigenes Stellglied 42 zugeordnet. Die Rollen 41 sind an ihrem jeweiligen Stellglied 42 um die Rollendrehachse drehbar gelagert. Das Stellglied 42 ist vorzugsweise ein Fluidikzylinder, wie zum Beispiel ein Pneumatikzylinder oder alternativ ein Hydraulikzylinder. Das Stellglied 42 weist ein Zylindergehäuse und einen relativ zu dem Zylindergehäuse, insbesondere mittels Pneumatik oder Hydraulik, axial verschiebbaren Kolben auf, der in Bezug auf das Zylindergehäuse um die Kolbenlängsachse verdrehfest ist. Das Zylindergehäuse ist axial- und verdrehfest an dem 0berro11enträger 44 befestigt. Mittels des Stellglieds 42 ist die Rolle 41 zu der Aufnahme 71 oder dem Halbzeug 70 oder dem Rollenbettträger 27 hin und von der Aufnahme 71 oder dem Halbzeug 70 oder dem Rollenbettträger 27 weg bewegbar.
  • Die Rollenbetteinheit 20 weist eine Führung 53, insbesondere eine Säulenführung oder Linearführung auf, an der ein Führungskörper der 0berro11entrageinheit 40, der mit dem 0berro11enträger 44 verbunden ist, linear verschiebbar geführt ist, wodurch die 0berro11entrageinheit 40, d.h. der 0berro11enträger 44 als Einheit mit den Stellgliedern 42 und den Rollen 41 zu der Aufnahme 71 oder dem Halbzeug 70 oder dem Rollenbettträger 27 hin und von der Aufnahme 71 oder dem Halbzeug 70 oder dem Rollenbettträger 27 weg bewegbar ist. Zwischen der Rollenbetteinheit 20 und der 0berro11entrageinheit 40 ist ein Stellglied 50, insbesondere Fluidikzylinder, wie z.B. ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, angeordnet, das ein Zylindergehäuse und einen relativ zu dem Zylindergehäuse axial, insbesondere pneumatisch oder hydraulisch verschiebbaren Kolben aufweist. Mittels des Stellglieds 50 ist die 0berro11entrageinheit 40 zwischen einer angehobenen Position, wie sie z.B. in der Figur 6 dargestellt ist, und einer abgesenkten Position relativ zu dem Rollenbettträger 27 hin und her verschiebbar.
  • Die 0berro11entrageinheit 40 weist einen Gegenanschlag 52 für einen Anschlag 51 auf, wobei der Gegenanschlag 52 mit dem 0berro11enträger 44 insbesondere starr verbunden ist. Die Rollenbetteinheit 20 weist den Anschlag 51 auf, der mit dem Rollenbettträger 27 verbunden ist. Der Anschlag 51 ist hinsichtlich seiner Position zu dem Rollenbettträger 27 oder dem Gegenanschlag 52 verstellbar. Insbesondere kann der Abstand zwischen dem Gegenanschlag 52 und dem Anschlag 51 durch Verstellen des Anschlags 51 verändert werden, wie z.B. mittels eines Servormotors. In der abgesenkten Position ist der Gegenanschlag 52 in Kontakt mit dem Anschlag 51. Dadurch kann die 0berro11entrageinheit 40 auf eine einfache Weise wiederholt in die gleiche abgesenkte Position verfahren werden.
  • Insbesondere kann dadurch der Richtweg zum Richten des Halbzeugs 70 gesteuert werden. Der Anschlag 51 kann z. B. manuell oder motorisch in Bezug auf den Rollenbettträger 27 und/oder den Gegenanschlag 52 verstellt werden.
  • Insbesondere in den Figuren 2 und 6 wird die 0berro11entrageinheit 40 in ihrer angehobenen Position gezeigt. In der abgesenkten Position der 0berro11entrageinheit 40 sind die Rollen 41 mittels der Stellglieder 42 an den Umfang des in der Aufnahme 71 eingelegten stangenförmigen Halbzeugs 70 anlegbar. Wie am besten aus Figur 2 ersichtlich ist, können die Rollen 41 an einer dritten Winkelposition an den Umfang des Halbzeugs 70 angelegt werden, wobei die dritte Winkelposition verschieden von der ersten und zweiten Winkelposition ist.
  • Die Rollen 41 sind entlang der Längsrichtung L aneinander gereiht und versetzt zu den ersten und zweiten Rollen angeordnet. Entlang der Längsrichtung L der Aufnahme 71 oder der Längsachse des Halbzeugs 70 ist zwischen der ersten und zweiten Rolle 21, 22 eines Rollenpaars 23 und zwischen der ersten und zweiten Rolle 21, 22, die benachbart sind, von zwei benachbarten Rollenpaaren 23 jeweils eine Rolle 41 angeordnet. Damit wird erreicht, dass zwischen ersten und zweiten Rollen 21, 22 jeweils eine Rolle 41 an den Umfang des stangenförmigen Halbzeugs 70 anlegbar ist. Entlang der Längsrichtung L oder der Längsachse ergibt sich folgende Reihenfolge der Rollen 21, 22, 41: erste Rolle 21, Oberrolle 41, zweite Rolle 22, Oberrolle 41, erste Rolle 21, Oberrolle 41, zweite Rolle 22, usw..
  • Die Rollenbetteinheit 20 umfasst ferner einen (Elektro-)Motor 30, dessen Antriebswelle in dem gezeigten Beispiel aus Figur 2 vertikal angeordnet ist und über ein Getriebe 31, insbesondere ein Kegelradgetriebe mit einer Antriebswelle 32, welche in dem gezeigten Beispiel horizontal oder parallel zu der Längsrichtung L verläuft, operativ verbunden ist. Eine Drehung der Antriebswelle des Motors 30 bewirkt über das Getriebe 31 eine Drehung der Antriebswelle 32, welche unterhalb der Rollen 21, 22 und/oder des Rollenbettträgers 27 angeordnet ist. Die Antriebswelle 32 ist mittels Drehlagern drehbar gelagert und mit dem Rollenbettträger 27 verbunden.
  • Jede erste Rolle 21 ist mit einem ihr zugeordneten ersten Abtriebsrad 21a drehfest verbunden. Jede zweite Rolle 22 ist mit einem ihr zugeordneten zweiten Abtriebsrad 22a drehfest verbunden. Die Abtriebsräder 21a, 22a, die zusammen mit den ersten und zweiten Rollen 21, 22 an einem gemeinsamen Lagerbock 24 drehbar gelagert sind, werden von einem Zahnriemen 34 teilweise über den Umfang umschlungen, wobei der Zahnriemen 34 ein je Lagerbock 24 vorgesehenes, drehfest auf der Antriebswelle 32 sitzendes Antriebsrad 33 umschlingt. Hierdurch bewirkt eine Drehung der Antriebswelle 32 eine Drehung der Antriebsräder 21a, 22a und somit der ersten und zweiten Rollen 21, 22. Wenn das stangenförmige Halbzeug 70 in seine Aufnahme 71 eingelegt ist und mit seinem Umfang an den Rollen 21, 22 anliegt, bewirkt die Drehbewegung der Rollen 21, 22 ebenfalls eine Drehbewegung des Halbzeugs 70 um seine Längsachse. Die an dem Umfang des Halbzeugs 70 anliegenden Rollen 41 werden von dem sich drehenden Halbzeug 70 ebenfalls drehangetrieben. Obwohl die Rollen 41 grundsätzlich mit einem entsprechenden Antrieb drehantreibbar gestaltet sein könnten, ist in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen, dass die Rollen 41 frei oder passiv drehen können und lediglich durch die Drehbewegung des Halbzeugs 70 mitgenommen werden.
  • Die Rollenbetteinheit 20 weist eine Spannrolle 35 auf, die z. B. federbeaufschlagt gegen den Zahnriemen 34 drückt, um den Zahnriemen 34 gespannt zu halten. Während die Räder 21a, 22a und 33 an der Innenseite des Zahnriemens 34 anliegen, liegt die Spannrolle 35 vorzugsweise außen an dem Zahnriemen 34 an, um den Umschlingungsgrad zwischen den Rädern 21a und 33 zu erhöhen. Zwischen dem Abtriebsrad 22a und dem Antriebsrad 33 ist eine Umlenkrolle vorgesehen, die ebenfalls außen an dem Zahnriemen 34 anliegt, um ebenfalls den Umschlingungsgrad des Zahnriemens 34 an den Rädern 22a und 33 zu erhöhen. Je Lagerbock 24 ist ein derart gestalteter Riemenantrieb vorgesehen.
  • Durch die an dem Halbzeug 70 anliegenden Rollen 21, 22, 41 und den Drehantrieb der Rollen 21, 22, der das Halbzeug 70 ebenfalls in Drehung versetzt, kann das Halbzeug 70 hinsichtlich seiner Geradheit gerichtet werden. Grundsätzlich lässt sich diese Einrichtung auch nur zum Richten, d. h. ohne den hierin beschriebenen Härteprozess verwenden.
  • Um zu erreichen, dass das stabförmige Halbzeug 70 entlang der Längsrichtung L der Aufnahme 71 oder entlang der Längsachse des Halbzeugs 70 mit einer kombinierten Dreh- und Axialbewegung, insbesondere einer Schraubbewegung transportierbar ist, wodurch das Richtergebnis zusätzlich verbessert und die Gefügestruktur beim Härten möglichst wenig beeinflusst wird, sind die Drehachsen der ersten Rollen 21, der zweiten Rollen 22 und der Oberrollen 41 so windschief zu der Längsachse des stangenförmigen Halbzeugs 70 oder der Längsrichtung L der Aufnahme 71 angeordnet, dass die ersten Rollen 21, die zweiten Rollen 22 und die Oberrollen 41 entlang einer helixförmigen Kurve am Umfang des stabförmigen Halbzeugs 70 abrollen, wenn das stabförmige Halbzeug 70 durch Drehen der ersten und zweiten Rollen 21, 22 gedreht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Drehachsen der ersten Rollen 21, der zweiten Rollen 22 und der Rollen 41 mit einem spitzen Winkel in Bezug auf die Längsrichtung der Aufnahme L oder der Längsachse des Halbzeugs 70 in einem spitzen Winkel angeordnet sind. Da die Achsen windschief zueinander sind, ist damit gemeint, dass der Winkel zwischen der betreffenden Drehachse und einer diese Drehachse schneidende gedachte Parallele zu der Längsrichtung L oder der Längsachse ein spitzer Winkel ist, insbesondere im Winkelbereich zwischen 1° und 30°.
  • Mit anderen Worten können die durch die Drehung der ersten und zweiten Rollen 21, 22 und Oberrollen 41 der jeweiligen Rollen 21, 22, 41 zugeordneten aufgespannten Rotationsebenen mit einem spitzen Winkel z.B. zwischen 1° und 30° auf eine Querschnittsebene stehen, deren Flächennormale die Längsrichtung L der Aufnahme 71 oder die Längsachse der stangenförmigen Halbzeugs 70 ist.
  • Durch die Anordnung ergibt sich, dass die Drehachsen der ersten Rollen 21 zueinander parallel versetzt und die Drehachsen der zweiten Rollen 22 ebenfalls zueinander parallel versetzt angeordnet sind. Auch die Drehachsen der Rollen 41 sind zueinander parallel versetzt angeordnet.
  • Die ersten und zweiten Rollen 21, 22 und z. B. auch die Rollen 41 können an ihren Laufflächen bzw. Umfangsflächen ballig oder gerade sein. Eine ballige Umfangsfläche hat gegenüber einer geraden Umfangsfläche den Vorteil, dass die Gefahr von Beschädigungen des Außenumfangs des Halbzeugs 70 verringert wird.
  • Die Rollenbetteinheit 20 weist mehrere Verbindungsarme 26 auf, welche einen Halteflansch 25 mit dem Rollenbettträger 27 verbinden. Der Verbindungsarm 26 ist so geformt, dass er den Halteflansch 25, der in Bezug auf die Vertikale oberhalb der Rollen 21, 22 angeordnet ist mit dem Rollenbettträger 27 verbindet. Der mindestens eine Verbindungsarm 26 ist auf der Seite des Rollenbettträgers 27 angeordnet, an der auch die Führung 53, das Stellglied 50 und/oder der Anschlag und der Gegenanschlag 51, 52 angeordnet sind.
  • In der Figur 7 wird ein Maschinengestell 10 gezeigt, mit dem die Vorrichtung z. B. auf einem Boden oder einer Aufstellfläche aufstellbar ist. An dem Maschinengestell 10 ist eine Halteplatte 13 vertikal linear verschiebbar. Zwischen der Halteplatte 13 und dem Maschinengestell 10 ist eine Führung 11, 12, insbesondere eine Säulenführung angeordnet, wodurch die Halteplatte 13 linear relativ zu dem Maschinengestell 10 verschiebbar ist. Die Führung 11, 12 weist eine Säule 11 auf, deren Längsrichtung vertikal verläuft. Um die Säule 11 ist mindestens eine Führungsbuchse 12, insbesondere zwei Führungsbuchsen 12 angeordnet, welche an der Halteplatte 13 befestigt ist. Zwischen der Halteplatte 13 und dem Maschinengestell 10 sind mehrere solche Führungen 11, 12 angeordnet. Die Rollenbetteinheit 20 ist, insbesondere mittels des Halteflansches 25 und Schraubenbolzen, an der Halteplatte 13 befestigt. Durch Verschieben der Halteplatte 13 kann die Einheit aus Rollenbetteinheit 20 und 0berro11entrageinheit 40 relativ zu dem Maschinengestell 10 vertikal hin und her verschoben, d. h. angehoben und abgesenkt werden.
  • An dem Maschinengestell 10 ist ein Stellglied 14, insbesondere ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, befestigt, mittels der die Halteplatte 13 oder der Einheit aus Rollenbetteinheit 20 und 0berro11entrageinheit 40 angehoben und abgesenkt werden kann. Zwischen dem Stellglied 14 und der Halteplatte 13 ist ein Getriebe 15, 16, 17, insbesondere ein Kurvengetriebe vorgesehen, welches die Antriebsbewegung des Stellglieds 14 in eine Hubbewegung der Halteplatte 13 umsetzt. Das hier gezeigte Getriebe 15, 16, 17 ist lediglich beispielhaft. Andere Getriebearten oder -ausführungen sind ebenfalls vorstellbar. Auch ein mittelbar auf die Halteplatte 13 wirkendes Stellglied ist möglich. Der verschiebbar in dem Zylindergehäuse des Stellglieds 14 angeordnete Kolben ist mittels einer Kolbenstange mit einer Antriebsleiste 15 gelenkig verbunden, wobei die Antriebsleiste 15 an einem ersten Eckhebel 16 mittels eines Schwenklagers schwenkbar befestigt ist und an einem zweiten Eckhebel 16 mittels eines zweiten Schwenklagers schwenkbar befestigt ist. Die diesbezügliche Schwenkachse des ersten Schwenklagers und des zweiten Schwenklagers sind voneinander beabstandet. Der Eckhebel 16 ist mittels eines Schwenklagers ortsfest schwenkbar an dem Maschinengestell 10 befestigt. Der Eckhebel 16 weist ein weiteres Schwenklager auf, mit dem er schwenkbar mit einer Schubstange 17 verbunden ist, wobei die Schubstange 17 wiederrum schwenkbar mit der Halteplatte 13 verbunden ist, wie z. B. über eine Zwischenkonsole. In der in Figur 7 gezeigten Ausführung ist der Kolben des Stellglieds 14 oder die Kolbenstange des Stellglieds 14 eingefahren, wodurch sich die Halteplatte 14 in Ihrer abgesenkten Position und die Aufnahme 71 in ihrer eingetauchten Position befindet. Wird die Kolbenstange aus dem Zylindergehäuse eingefahren, werden die Eckhebel 16 in der in Figur 7 gezeigten Darstellung im Uhrzeigersinn geschwenkt und die Halteplatte 13 aus ihrer abgesenkten Position bewegt oder die Aufnahme 71 bzw. das Halbzeug 70 aus ihrer eingetauchten Position (Figur 3) in eine ausgetauchte Position, in der sich das Halbzeug 70 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Kühlmediums befindet (Figur 3), bewegt. Wie am besten aus Figur 3 erkennbar ist, ist unterhalb der Rollenbetteinheit 20 ein Kühlmittelbecken 18 zur Aufnahme eines flüssigen Kühlmittels, wie z. B. Öl oder Wasser oder einer Emulsion, angeordnet. Das Kühlmittelbecken 18 ist mit einem flüssigen Kühlmedium befüllt oder befüllbar, wobei der Flüssigkeitsspiegel so angeordnet ist, dass das Halbzeug 70 in der eingetauchten Position auch tatsächlich vollständig unter den Flüssigkeitsspiegel getaucht ist.
  • Die Vorrichtung, insbesondere die Rollenbetteinheit weist einen Auswurfmechanismus 80 (Figur 5) auf, der zumindest ein Stellglied 81 und einen Auswerferarm 84 aufweist. Mittels des Stellglieds 81 ist der Auswerferarm 84 verschwenkbar, wobei die Schwenkbewegung des Auswerferarms 84 quer zur Längsrichtung L und durch die Aufnahme 71 erfolgt. Ein in der Aufnahme 71 angeordnetes Halbzeug 70 wird dadurch seitlich zu seiner Längsachse aus der Aufnahme 71 ausgeworfen, wenn das Stellglied 81 den Auswerferarm 84 verschwenkt. Im gezeigten Beispiel ist das Stellglied 81 ein Fluidikzylinder, insbesondere ein Pneumatikzylinder der einen verschiebbar in einem Zylindergehäuse angeordneten Kolben mit Kolbenstange aufweist. Die Kolbenstange ist mittels eines Hebelarms 82, der drehfest an einer Welle 83 befestigt ist, verbunden. Ein Ein- bzw. Ausfahren der Kolbenstange in bzw. aus dem Zylindergehäuse des Stellglieds 81 bewirkt ein Verschwenken des Hebelarms 82 um die Längsachse der Welle 83 und ebenso ein Verschwenken der Welle 83. Der Auswerfarm 84 oder mehrere Auswerferarme 84, die auf der sich im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung L erstreckenden Welle 83 verdrehfest befestigt sind, werden beim Verschwenken der Welle 83 um die Längsachse der Welle 83 verschwenkt. Hierdurch kann das Halbzeug 70 quer zu seiner Längsachse aus der Aufnahme 71 ausgeworfen werden.
  • Die Vorrichtung, insbesondere die Rollenbetteinheit 20 umfasst einen Auflagemechanismus 90, der zumindest ein Stellglied 91 und einen Auflagearm 94 aufweist, wobei der Auflagearm 94 mittels des Stellglieds 91 zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position hin und her bewegbar ist, insbesondere schwenkbar ist. In der angehobenen Position ist das stangenförmige Halbzeug 70 in oder an der Aufnahme 71 so gehalten, dass das stangenförmige Halbzeug 70 berührungsfrei zu den ersten und zweiten Rollen angeordnet ist, wobei das stangenförmige Halbzeug 70 in einer abgesenkten Position des Auflagearms 94 an den ersten und zweiten Rollen 21, 22 anliegt und berührungsfrei zu dem Auflagearm 94 ist. Insbesondere können über die Länge L mehrere solcher Auflagearme 94 angeordnet sein, wobei bevorzugt ist, dass die Anzahl der Auflagearme 94 geringer ist als die Anzahl der Rollenpaare 23. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein glühendes Halbzeug weniger Wärme verliert, weil es auf weniger Auflagepunkten aufliegt, als es verlieren würde, wenn es an den Rollen 21, 22 aufliegen würde.
  • Der Auflagemechanismus 90 weist als Stellglied 91 einen Fluidikzylinder, insbesondere einen Pneumatikzylinder auf, dessen Kolben mit Kolbenstange in Bezug auf ein Zylindergehäuse linear hin und her bewegbar ist. Die Kolbenstange ist über einen Hebelarm 92, der verdrehfest auf einer Welle 93 sitzt, mit der Welle 93 verbunden, wodurch ein Ein- und Ausfahren der Kolbenstange ein Verschwenken des Hebelarms 92 und der Welle 93 um die Längsachse der Welle 93 bewirkt. An der Welle 93 sind verdrehfest der mindestens eine Auflagearm 94 oder mehrere Auflagearme 94, die über die Längsrichtung L verteilt sind, befestigt. Ein Verschwenken der Welle 93 bewirkt somit auch ein Verschwenken des mindestens einen Auflagearms. Die Welle 93 erstreckt sich entlang, insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung L.
  • Die Stellglieder 91, 81 sind vorzugsweise auf der Seite des Rollenbettträgers 27 angeordnet, auf der sich die Verbindungsarme 26 befinden. Dies ermöglicht die seitliche Zugänglichkeit zu dem Aufnahmeraum einerseits und das Auswerfen des Halbzeugs 70 aus der Aufnahme 71, wie z. B. mittels des Auswurfmechanismus 80.
  • Die Vorrichtung kann einen Ofen 19 umfassen, welcher angepasst ist, das Halbzeug 70 auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur, wie z.B. zwischen 850 und 1250° C zu erhitzen, wobei der Ofen eine in den Figuren 1 und 2 sinnbildlich dargestellte Öffnung 19a aufweist, die in einer Flucht mit der Längsachse L angeordnet ist. Die Vorrichtung weist ferner einen auf einem Linearantrieb befestigten Greifer 37 auf, der entlang der Längsrichtung L zu der Öffnung 19a des Ofens 19 hin und von der Öffnung 19a des Ofens 19 weg bewegbar ist.
  • Im Detail kann das Härte- und Richtverfahren folgendermaßen ablaufen: Zunächst wird mittels des Greifers 37 ein stangenförmiges Halbzeug 70 aus dem Ofen 19 entnommen, wobei das Halbzeug 70 im Wesentlichen vollständig auf mindestens oder über die Austenitisierungstemperatur erhitzt ist. Das heiße Halbzeug wird über die Öffnung 19a aus dem Ofen 19 entnommen, wobei der Greifarm 37 linear entlang der Längsrichtung L bewegt wird und das Halbzeug 70 auf den in ihren angehobenen Positionen befindlichen Auflagearmen 94 abgelegt. Durch entsprechendes Ansteuern des Stellglieds 91 werden die Auflagearme 94 verschwenkt oder abgesenkt, wodurch das Halbzeug 70 auf die sich aufgrund der Drehung des Motors 30 drehenden ersten und zweiten Rollen 21, 22 abgelegt wird, wodurch das Halbzeug 70 ebenfalls in Drehung versetzt wird. Davor, gleichzeitig oder danach werden die Rollen 41 durch Absenken der 0berro11entrageinheit 40 oder des 0berro11enträgers 44, an dem die Stellglieder 42 befestigt sind, zu dem Halbzeug 70 hin abgesenkt. Die Rollen 41, die sich entlang der Längsachse des Halbzeugs 70 im Bereich des Halbzeugs 70 befinden, werden einzeln oder in Gruppen mittels der Stellglieder 42 an den Umfang des sich drehenden Halbzeugs 70 angelegt. Die Rollenbetteinheit 20 wird mittels des Stellglieds 14 und des Getriebes 15, 16, 17 zusammen mit der 0berro11entrageinheit 40 in den Kühlmittelbehälter zumindest soweit abgesenkt, bis das im Wesentlichen horizontal liegende Halbzeug 70 mit einer Bewegung quer zu seiner Längsachse vollständig unter den Flüssigkeitsspiegel des Kühlmediums getaucht wird. Aufgrund der schräg stehenden Rollen 21, 22, 41 vollzieht das Halbzeug 70 eine Schraubbewegung entlang der Längsrichtung L. Die durch das Kühlmedium hervorgerufene schnelle Abkühlung des Halbzeugs 70 bewirkt in dem Material eine Gefügeumwandlung, wie z. B. nach Martensit bei Stahl. Vorteilhaft werden diejenigen Rollen 41 nacheinander mittels ihrer jeweiligen Stellglieder 42 an das Halbzeug 70 angelegt, unter denen sich das Halbzeug 70 aufgrund seiner Bewegung entlang der Längsrichtung L gerade befindet.
  • Die Kraft, welche die Rollen 41 auf das Halbzeug 70 ausübt, kann z. B. konstant sein oder aber vorzugsweise in Abhängigkeit von der Zeitdauer des Untertauchens des sich drehenden stangenförmigen Halbzeugs 70 zunehmen. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil sich die Streckgrenze des Halbzeugs mit zunehmender Zeitdauer verändert, insbesondere erhöht. Die Kraft, mit der die Rollen 41 gegen das Halbzeug 70 gedrückt werden, kann dadurch gesteuert werden, dass in dem Stellglied 42 der Druck des Druckfluids (Druckgas, Hydrauliköl) erhöht wird. Z. B. kann eine Steuerung vorgesehen sein welche den Druck in Abhängigkeit von der Zeitdauer des Untertauchens entsprechend einer vorgegebenen linearen oder nicht linearen Kurve erhöht.
  • Insbesondere werden die Rollen 41 mit einer Kraft gegen den Umfang des stangenförmigen Halbzeugs 70 gedrückt, die mindestens so groß ist, dass das dadurch auf Biegung beanspruchte Halbzeug 70 zumindest in seiner äußersten Faser über seine Streckgrenze gedehnt wird. Optional kann das eingetauchte Halbzeug 70 mittels eines Flüssigkeitsstroms angeströmt oder umströmt werden, um eine noch bessere Kühlwirkung durch erzwungene Konvektion zu erzielen. Nach hinreichender Verweildauer im Kühlmedium wird die Rollenbetteinheit 20 zusammen mit der 0berro11entrageinheit 40 und dem Halbzeug 70 angehoben und in eine ausgetauchte Position bewegt, in welcher das Halbzeug 70 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ist. Die 0berro11entrageinheit 40 wird mittels des Stellglieds 43 von der Rollenbetteinheit 20 abgehoben. Das Halbzeug 70 wird mittels der Auswerferarme 84 des Auswurfmechanismus 90 seitlich zur Längsachse des Halbzeugs 70 aus der Aufnahme 71 ausgeworfen.
  • Die Vorrichtung ist nun wieder bereit, ein neues erhitztes Halbzeug 70 aus dem Ofen 19 zu entnehmen und entsprechend des hierin beschriebenen Verfahrens zu härten und zu richten. Bezugszeichenliste
    10 Maschinengestell
    11 Säule 40 Oberrollentrageinheit
    12 Führungsbuchse 41 obere Rolle
    13 Halteplatte 42 Stellglied / Fluidikzylinder, inbes. Pneumatikzylinder
    14 Stellglied / Fluidikzylinder, inbes. Pneumatikzylinder
    44 Oberrollenträger
    15 Antriebsleiste
    16 Eckhebel
    17 Schubstange 50 Stellglied/ Fluidikzylinder,
    18 Kühlmittelbecken inbes. Pneumatikzylinder
    19 Ofen 51 Anschlag
    19a Öffnung 52 Gegenanschlag
    53 Führung, insbesondere Säulenführung
    20 Rollenbetteinheit
    21 erste Rolle
    21a Abtriebsrad 70 stangenförmiges Halbzeug
    22 zweite Rolle 71 Aufnahme
    22a Abtriebsrad
    23 Rollenpaar 80 Auswurfmechanismus
    24 Lagerbock 81 Stellglied
    25 Halteflansch 82 Hebelarm
    26 Verbindungsarm 83 Welle
    27 Rollenbettträger 84 Auswerferarm
    30 Antriebsmotor 90 Auflagemechanismus
    31 Getriebe 91 Stellglied
    32 Antriebswelle 92 Hebelarm
    33 Antriebsrad 93 Welle
    34 Riemen / Zahnriemen 94 Auflagearm
    35 Spannrolle
    36 Umlenkrolle L Längsrichtung
    37 Greifer

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Richten und insbesondere Härten eines stangenförmigen Halbzeugs (70) aus Metall, die Vorrichtung umfassend:
    - mehrere entlang der Längsrichtung (L) einer Aufnahme (71) für das stangenförmige Halbzeug (70) angeordnete Rollenpaare (23), welche jeweils eine erste drehbare Rolle (21) und eine zweite drehbare Rolle (22) aufweisen, deren Drehachsen zueinander versetzt angeordnet sind, so dass die erste Rolle (21) an einer ersten Winkelposition an dem Umfang des in die Aufnahme (71) einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs (70) anliegen kann und die zweite Rolle (22) an einer zweiten Winkelposition an dem Umfang des in die Aufnahme (71) einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs (70) anliegen kann, und
    - mehrere Oberrollen (41), die entlang der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) versetzt zu den ersten und zweiten Rollen (21, 22) angeordnet sind und auf einer dritten Winkelposition an den Umfang des in die Aufnahme (71) einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs (70) anlegbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die erste drehbare Rolle (21) und die zweite drehbare Rolle (22) jedes Rollenpaares (23) entlang der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) zueinander versetzt angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine obere Rolle (41) entlang der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) zwischen der ersten und zweiten Rolle (21, 22) eines Rollenpaars (23) oder/und zwischen der ersten und zweiten Rolle (21, 22), die benachbart sind, von zwei benachbarten Rollenpaaren (23) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der ersten Rollen (21) parallel zueinander versetzt und/oder die Drehachsen der zweiten Rollen (22) parallel zueinander versetzt und/oder und die Drehachsen der Oberrollen (41) parallel zueinander versetzt angeordnet sind,
    und/oder
    die Drehachsen der ersten Rollen (21), der zweiten Rollen (22) oder/und der Oberrollen (41)
    - in Bezug auf die Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) oder der Längsachse des in die Aufnahme (71) einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs (70) oder
    - in Bezug auf eine gedachte zu der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) oder der Längsachse des in die Aufnahme (71) einlegbaren stangenförmigen Halbzeugs (70)parallele, die betreffende windschiefe Gerade schneidende Hilfesgerade
    in einem spitzen Winkel angeordnet sind, insbesondere mit einem Winkel zwischen 1° und 30°.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der ersten Rolle (21), der zweiten Rolle (22) und der Oberrolle (41) so windschief zu der Längsachse des stangenförmigen Halbzeugs (70) oder der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) angeordnet sind, dass die erste Rolle (21), die zweite Rolle (22) und die Oberrolle (41) entlang einer helixförmigen Kurve am Umfang des stabförmigen Halbzeugs (70) abrollbar sind, wodurch das stabförmige Halbzeug (70) entlang der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) mit einer kombinierten Dreh- und Axialbewegung, insbesondere Schraubbewegung transportierbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Drehbewegbarkeit der ersten und zweiten Rollen (21, 22) und Oberrollen (41) aufgespannten Rotationsebenen mit einem spitzen Winkel, insbesondere einem Winkel zwischen 1° und 30° auf eine Querschnittsebene steht, deren Flächennnormale die Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) oder die Längsachse des stangenförmigen Halbzeugs (70) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Antriebselement (30), insbesondere einen Antriebsmotor, der über ein Getriebe (31) so mit einer aus ersten Rollen (21), zweiten Rollen (22) und Oberrollen (41) gekoppelt ist, dass die Antriebseinheit (30) die ersten Rollen (21), die zweiten Rollen (22) oder die Oberrollen (41) drehend antreiben kann, wobei vorzugsweise die Drehbewegung der Rollen auf das stangenförmige Halbzeug (70) übertragbar ist, an dem die Rollen insbesondere anliegen.
  7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Rollen (21, 22) eines Rollenpaars (23) von einem Lagerbock (24) drehbar gelagert werden, wobei die erste Rolle drehfest mit einem ersten Abtriebsrad (21a) und die zweite Rolle (22) drehfest mit einem zweiten Abtriebsrad (22a) verbunden sind und die Antriebseinheit (30) über das Getriebe (31) mit einer Antriebswelle (32) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (32) ein Antriebsrad (33) aufweist, wobei das Antriebsrad (33), das erste Abtriebsrad (21a) und das zweite Abtriebsrad (22a) von einem Riemen (34), insbesondere Zahnriemen, umschlungen werden, der die Drehbewegung der Antriebswelle (32) auf das erste und zweite Abtriebsrad (21a, 22a) überträgt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberrollen (41) jeweils ein ihm zugeordnetes Stellglied (42) aufweisen, wobei die Oberrollen (41) mittels ihres jeweiligen Stellglieds (42) relativ zu der Aufnahme (71) oder dem Halbzeug (70) hin und von der Aufnahme (71) oder dem Halbzeug (70) weg bewegbar sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen 0berro11enträger (44), an dem die Oberrollen (41) angeordnet sind, wobei der 0berro11enträger (44) insbesondere mittels eines Stellglieds (50), insbesondere eines Pneumatikzylinders, zu der Aufnahme (71) oder dem Halbzeug (70) hin und von der Aufnahme (71) oder dem Halbzeug (70) weg bewegbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Maschinengestell (10) und einen Rollenbettträger (20), an dem die Rollenpaare (23) angeordnet sind, wobei der Rollenbettträger (20) in Bezug auf das Maschinengestell (10) zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position hin und her bewegbar ist, insbesondere mittels eines Stellglieds (35), insbesondere eines Pneumatikzylinders.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein insbesondere nach oben hin offenes Kühlmittelbecken (18), das unterhalb des Rollenbettträgers (44) angeordnet ist, wobei die Aufnahme (71) oder das in die Aufnahme (71) eingelegte Halbzeug (70) in der abgesenkten Position in dem Kühlmittelbecken (18) angeordnet ist, insbesondere unterhalb eines vorgesehenen Flüssigkeitsspiegels eines Kühlmediums in dem Kühlmittelbecken (18).
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Auswurfmechanismus (80), der angepasst ist, das stangenförmige Halbzeug (70) aus der Aufnahme (71) seitlich und/oder quer zur Längsrichtung der Aufnahme (71) auszuwerfen.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durcheinen Auflagemechanismus (90), der angepasst ist, das stangenförmige Halbzeug (70) in einer angehobenen Position in der Aufnahme (71) zu halten, wobei in der angehobenen Position das stangenförmige Halbzeug (70) berührungsfrei zu den ersten und zweiten Rollen (21, 22) angeordnet ist, und der angepasst ist, das stangenförmige Halbzeug (70) aus der angehobenen Position in eine Position abzusenken, in der das stangenförmige Halbzeug (70) an den ersten und zweiten Rollen (21, 22) anliegt und insbesondere an dem Auflagemechanismus (90) nicht anliegt.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Ofen (19), der eine Öffnung (19a) aufweist, die in einer Flucht mit der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung ferner einen Greifer mit einem Antrieb umfasst, der angepasst ist, das stangenfömige Halbzeug (70) durch die Öffnung (19a) aus dem Ofen zu entnehmen und mit einer Bewegung entlang der Längsrichtung (L) der Aufnahme (71) in die Aufnahme (71) zu ziehen, insbesondere in die Position, in der das stangenförmige Halbzeug (70) mittels des Auflagemechanismus (90) in der angehobenen Position ist.
  15. Verfahren zum Härten und Richten eines stangenförmigen Halbzeugs (70) aus Metall, wobei ein über die Austenitisierungstemperatur erhitztes stangenförmies Halbzeug (70) aus Stahl in die Aufnahme der Vorrichtung nach Anspruch 1 gelegt wird, wobei die Oberrollen (41) auf das stangenförmige Halbzeug (70) aufgesetzt werden, wobei das stangenförmige Halbzeug (70) unter Drehung um seine Längsachse in ein Kühlmedium getaucht wird.
  16. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberrollen (41) mit einer in Abhängigkeit von der Zeitdauer des Untertauchens des sich drehenden stangenförmigen Halbzeugs (70) zunehmenden Kraft gegen das stangenförmige Halbzeug (70) gedrückt werden.
  17. Verfahren nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberrollen (41) mit einer Kraft gegen das stangenförmige Halbzeug (70) gedrückt werden, die mindestens so groß ist, dass das dadurch auf Biegung beanspruchte Halbzeug (70) zumindest in seiner äußersten Faser über die Streckgrenze gedehnt wird.
  18. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorzugsweise im Wesentlichen vollständig über die AusLeniLisierungsLemperaLur erhiLzLe Halbzeug (70) im Wesentlichen parallel zu dem Flüssigkeitsspiegel des flüssigen Kühlmediums in das flüssige Kühlmedium eingetaucht wird.
  19. Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels schrägstehender erster und zweiter Rollen (21, 22) und Oberrollen (41) das stangenförmige Halbzeug entlang der Längsrichtung (L) mittels einer gleichzeitigen Dreh- und Axialbewegung, insbesondere Schraubbewegung transportiert wird, wobei nur diejenigen Oberrollen (41) zu der Aufnahme (71) zugestellt oder an dem Halbzeug (70) angelegt werden, unterhalb der sich das Halbzeug (70) befindet.
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