Abkühlstrecke

Abstract

 Zwischen einem Härteofen (9) und einem Abschreckbad (11d) ist eine Abkühlvorrichtung (1) in Form einer Hohlkammer angeordnet, die den Abkühlvorgang der durchfallenden Kleinteile steuert. Die in der Hohlkammer angeordneten, in ihrer Neigung einstellbaren Platten (3) stehen mit einer Einrichtung (4) zur Temperaturregulierung in Verbindung, so dass mit den Platten (3) die Wärme der Kleinteile abgeführt bzw. stabilisiert werden kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abkühlung von Kleinteilen zwischen einem Härteofen und einem Abschreckbad.

[0002] Die Anforderungen an Eigenschaften wärmebehandelter Teile sind hoch und steigen ständig. Sowohl am Teil selbst, als auch innerhalb einer gesamten Charge müssen die geforderten Eigenschaften möglichst gleichmässig erreicht werden. Deshalb müssen an Wärmebehandlungs-Anlagen höchste Ansprüche gestellt werden.

[0003] Zum Härten werden Stähle auf eine so hohe Temperatur erwärmt, dass der Perlit sicher in Austenit umgewandelt wird. Das kubisch-raumzentrierte Kristallgitter des Ferrits klappt dabei in das kubisch-flächenzentrierte Kristallgitter des Austenits um. Das dabei entstehende Gefüge bezeichnet man als Austenit. Es ist weich, zäh sowie unmagnetisch und bildet spitzeckige Körner.

[0004] Bei langsamer Abkühlung wandelt sich das Gefüge wieder in seinen Ausgangszustand zurück.

[0005] Um ein Härten der Teile zu erreichen, muss die Abkühlung sehr schnell erfolgen. Das dabei entstehende feinnadelige Gefüge ist sehr hart. Man nennt es Martensit.

[0006] Beim Härten von Kleinteilen kann als Abschreckbad ein Wirbelbad verwendet werden, indem zusätzlich eine Oberflächenbeschichtung der Teile erfolgt. Die aus der Wärmebehandlungsstation kommenden heissen Kleinteile wie Bolzen oder Nägel werden z. B. einem Wirbelbett zugeführt, in dem sich fluidisiertes Pulver befindet. Der Wärmeinhalt der Kleinteile beim Eintauchen in das Wirbelbett ist für die Dicke der aufschmelzenden Schicht massgebend.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Temperatur der in das Wirbelbett fallenden Kleinteile und somit die Beschichtungsdicke steuerbar ist.

[0008] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch eine endseitig offene Hohlkammer gelöst, in der Platten hintereinander und gegeneinander versetzt gegenüber der Hohlkammerwand geneigt angeordnet sind, wobei der Neigungswinkel der Platten, gemessen gegenüber der Hohlkammerwand, einstellbar ist und die Platten wärmeleitfähig sind.

[0009] Auf diese Weise können die aus dem Härteofen kommenden, die Platten kontaktierenden heissen Kleinteile wie Bolzen oder Nägel abgekühlt bzw. deren Temperatur stabilisiert werden, bevor diese in das Abschreckbad, beispielsweise in Form eines Wirbelbettes, gelangen. Die Abkühlung bzw. Temperaturstabilisierung kann durch die Anzahl der zu kontaktierenden Platten und über die Fallgeschwindigkeit der durch die Hohlkammer fallenden Kleinteile bestimmt werden. Durch die Einstellbarkeit des Neigungswinkels der Platten ist die Durchfallgeschwindigkeit steuerbar.

[0010] Abhängig von der eingestellten Neigung der Platten, weisen diese unterschiedliche Abstände zu den seitlichen Wänden der Hohlkammer auf. Damit keine Kleinteile in diesem Bereich durchfallen bzw. verhängen können, sind an den seitlichen Wänden Federbleche befestigt die sich jeweils der eingestellten Neigung der Platten anpassen und somit einen entsprechenden Übergang bilden.

[0011] Vorteilhafterweise weisen die Platten eine Einrichtung zur Wärmeregulierung auf. Somit ist die Temperatur der Platten und die Temperatur im Innern der Hohlkammer steuerbar.

[0012] Zweckmässigerweise ist die Einrichtung zur Wärmeregulierung als der Durchführung eines Mediums dienendes Rohr ausgebildet. Auf diese Weise wird eine wirtschaftliche Verbindung der Platten mit der Einrichtung zur Wärmeregulierung erreicht.

[0013] Über die Parameter "Durchfallzeit der Teile durch die Hohlkammer" und die "Temperatur der Platten" kam die Abkühlung bestimmt werden und somit auch der Wärmeinhalt der Kleinteile.

[0014] Vorteilhafterweise ist die Einrichtung zur Wärmeregulierung auf der dem Kontaktierungsbereich der Platten abgewandten Seite angeordnet. Beim Durchfallen der Kleinteile durch die Hohlkammer prallen diese auf die einzelnen Platten auf oder rollen auf deren Oberfläche ab. Dadurch entsteht auf der Plattenoberfläche ein sehr starker Verschleiss. Deshalb sind die Platten in diesem Bereich entweder gehärtet oder mit einem harten Material überzogen. Die für die Wärmeregulierung notwendige Einrichtung ist dabei auf der dem Kontaktierungsbereich der Platten abgewandten Seite angeordnet. Ein Berühren und somit ein eventuelles Beschädigen der Wärmeregulierungseinrichtung durch die Teile wird somit verhindert.

[0015] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Anordnung einer gesamten Anlage aus Härteofen und Abschreckbad in Form eines Wirbelbettes;

Fig. 2 eine Abkühlvorrichtung in Form einer Hohlkammer;

Fig. 3 einen Schnitt der Vorrichtung gemäss Linie III-III in Fig. 2.

[0016] Die Figur 1 zeigt eine Anlage, in der eine Wärmebehandlung mit anschliessender Beschichtung von Kleinteilen erfolgen kann. Der Aufbau der Anlage ist im wesentlichen stufenförmig. Über ein tragendes Gestell 10 ist der Härteofen 9 mit der Härtekammer 9a in der Höhe angeordnet. Ein Transportband 8, beispielsweise in Form einer bekannten Mehrgliederkette, transportiert die Kleinteile durch den Härteofen 9. Die Mehrgliederkette ist mittels Spannrollen 8a gespannt. Der Antrieb erfolgt über die Antriebseinheit 8b. Die den Härteofen 9 verlassenden Kleinteile weisen eine sehr hohe Temperatur auf, wenn diese in eine Abkühlvorrichtung 1 in Form einer Hohlkammer hineinfallen. Nach dem Verlassen der Abkühlvorrichtung 1 gelangen die Kleinteile in eine Zellrad-Schleuse 13, die z. B. ein Abschreckbad 11d in Form eines Wirbelbettes gegenüber dem Härteofen 9 abdichtet. Flüchtige Teile des sich in einer Retorte 11 befindlichen Abschreckbades 11d könnten sonst in den Härteofen 9 gelangen und diesen beschädigen.

[0017] In der Retorte 11 wird mittels einströmendem Gas Pulver in einen fluidisierten Zustand überführt, so dass ein Wirbelbett entsteht, das als Abschreckbad 11d dient. Die vom Härteofen 9 kommenden, durch die Abkühlvorrichtung 1 fallenden Kleinteile werden in dem Wirbelbett mit einer dünnen Schicht überzogen. Der Transport der Kleinteile innerhalb des Wirbelbettes erfolgt über eine schräg angeordnete Trommel 11a, die im Innern eine nicht dargestellte Transportwendel für die Kleinteile aufweist. Die zum austrittseitigen Ende 11c transportierten Kleinteile gelangen somit wieder aus der Retorte 11 und fallen auf ein Förderband 12, welches die Kleinteile abtransportiert.

[0018] Die Figur 2 zeigt in vergrösserter Darstellung gegenüber Fig. 1 die Abkühlvorrichtung 1 in Form einer Hohlkammer, in der mehrere Platten 3 angeordnet sind. An diesen befindet sich eine Einrichtung 4 zur Temperaturregulierung in Form eines Rohres 4b, durch welches das Heiz- bzw. Kühlmedium 4a fliessen kann. Die Rohre 4b sind dabei an der dem Kontaktierungsbereich 3a abgewandten Seite der Platten 3 so angeordnet, dass diese durch die auf die Platten fallenden Kleinteile nicht beschädigt werden können.

[0019] Die Durchlaufzeit der Kleinteile durch die Abkühlvorrichtung 1 kann durch die einstellbare Neigung der Platten 3 erreicht werden. Abhängig von der eingestellten Neigung a der Platten 3, weisen diese unterschiedliche Abstände zu den seitlichen Wänden der Hohlkammer auf. Damit keine Kleinteile in diesem Bereich durchfallen bzw. verhängen können, sind an den seitlichen Wänden Federbleche 4c befestigt, die sich jeweils der eingestellten Neigung a der Platten 3 anpassen und somit einen entsprechenden Übergang bilden. Vorzugsweise sind in der Hohlkammer der Abkühlvorrichtung 1 zehn Platten 3 angeordnet. Die Anzahl der Platten 3 ist auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustimmen.

[0020] Die Figur 3 zeigt einen Ausschnitt der Einrichtung 4 zur Temperaturregulierung. Die auf der Rückseite der Platten 3 angeordneten Rohre 4b sind schlangenförmig ausgebildet. Die Verbindung mit den Platten 3 kann mechanisch mittels einer Löt-, Klebe-, Schraub-, Niet- oder Schweissverbindung wärmeleitend erfolgen. Als Heiz- bzw. Kühlmedium 4a dient eine Flüssigkeit, deren eigene Temperatur mittels eines Wärmetauschers und der Strömungsgeschwindigkeit stabilisiert wird.

[0021] Die Temperaturregulierung kann auch mittels anderer Kühl- bzw. Heizkörper erfolgen, die durch Giessen, Pressen, Tiefziehen, Verschweissen, Verschrauben oder Verkleben hergestellt werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Abkühlung von Kleinteilen zwischen einem Härteofen (9) und einem Abschreckbad (11d), gekennzeichnet durch eine endseitig offene Hohlkammer, in der Platten (3) hintereinander und gegeneinander versetzt gegenüber der Hohlkammerwand geneigt angeordnet sind, wobei der Neigungswinkel (a) der Platten (3), gemessen gegenüber der Hohlkammerwand, einstellbar ist und die Platten (3) wärmeleitfähig sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) eine Einrichtung (4) zur Wärmeregulierung aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) zur Wärmeregulierung als der Durchführung eines Mediums (4a) dienendes Rohr (4b) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) zur Wärmeregulierung auf der dem Kontaktierungsbereich (3a) der Platten (3) abgewandten Seite angeordnet ist.

Zeichnung