DE1408969A1

DE1408969A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken eines Metallteiles

Info

Publication number: DE1408969A1
Application number: DE19611408969
Authority: DE
Inventors: Kuchera Gerald Joseph
Original assignee: AO Smith Corp
Current assignee: AO Smith Corp
Priority date: 1960-12-05
Filing date: 1961-12-04
Publication date: 1968-10-17
Also published as: GB939832A; DE1408969B2; US3252695A

Description

A.O. Smith. Corporation, Milwaukee, Wisconsin, V.St.A,

Verfahren und Vorrichtung zum At»schrecken eines Metallteil.es

Biese Erfindung betrifft eine Metallbehandlung und insbesondere ein Verfahren zum Geraderichten im warmen Zustand und zum Abschrecken langer, im Querschnitt U-fo*rmiger Seile zur Verwendung als Seitenschienen (side rails) für Lastkraftwagenanhänger.

Bisher wurde das Abschrecken und das darauffolgende lichten langer U-iräger fast ausschließlich von Hand durchge- - führt. Die U-Träger far Lastkraftwagen-Anhänger haben Längen zwischen rund 7,5 m und 12 m und werden zuerst einer Wärmebehandlung unterworfen und anschließend abgeschreckt, um die für den Rahmen eines Lastkraftwagen-Anhängers notwendige Zugfestigkeit und Härte zu erhalten, ohne das Gewicht des Eahmens unangemessen zu erhöhen, um dadurch die Nutzlast, die gemäß den Gesetzen für die Bruttogewichtsgrenzen auf öffentlichen Straßen befördert werden kann, zu steigern. Die Wärmebehandlung hat

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eine beträchtliche nicht-gleichmäßige Verwerfung ,ein· Verdrehung und eine Krümmung zur Folge» da eich der U-Träger während der Erwärmung ungleichmäßig ausdehnt· Die gesamte Verwerfung, Verdrehung und. Krümmung müssen entfernt werden, und es müssen Paare von U-Trägern in der !Länge einander angepaßt werden, bevor der U-Träger als Seitenschiene eines Lastkraftwagenanhängers verwendet werden kann·

Vor der Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurden die U-Iräger einer Wärmebehandlung unterworfen, in öl abgeschreckt und im kalten Zustand von Hand geradegerichtet. Nachdem der U-Träger auf etwa 900⁰C in einem Wärmebehandlungsofen erwärmt worden war, wurde er von Hand herausgenommen und etwa 30 Sekunden in einen Absohreck-Öltank getaucht. Nach der Herausnahme aus der ölabschreckung war der abgekühlte U-Träger gewöhnlich sehr stark verdreht, gekrümmt und gebogen. Jetzt prüfte eine Gruppe von vier besonders ausgebildeten Faohleuten den U-Träger mit Lehren auf Verdrehung, Verwerfung, Krümmung und Kombinationen davon. Mit Hilfe hydraulischer Pressen und einfacher Richtstangen entfernte die geraderioh-.tende Gruppe von Hand alle angezeigaten Überschußverdrehungen, Verwindungen und Krümmungen aus den U-Trägern. Außerdem war es notwendig, Schraubenlöcher neu zu bohren, wenn sich der U-Träger ungleichmäßig ausgedehnt hatte. Das Geraderichten der großen U-Träger von Hand war ein kostspieliger, zeitraubender Vorgang voll beträchtlicher Gefahren wegen der not-/

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wendigen Handhabung des rotwarmen Stahl-U-Trägers während der ölabschreckung von Hand.

Diese Erfindung schlägt eine vollständig automatische Vorrichtung zum Geraderichten des U-Trägers in warmem Zustend vor, um die gesamte Verwerfung, Verdrehung und Krümmung zu entfernen und dann den Träger in einer Form abzu·»· schrecken, um einen geraden Träger mit der erforderlichen Zugfestigkeit und Härte zu erhalten. Der vollständige Vorgang dauert etwa 1 Minute, während zum Vergleich die ölabschreckung von Hand und das nachfolgende Richten von Hand fünf Arbeitsstunden verbrauchte. Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Erfindung liegt darin, daß U-Träger gleicher Länge wegen der gleichmäßigen Absek3?eekwi33ta*Bg &»s? Abschreckwirkung der Abschreckvorrichtung hergestellt werden. Infolgedessen können jede zwei Teile zu einem Paar zusammengefaßt werden, und es ist weiterhin im allgemeinen nicht notwendig, Schraubenlöcher, die während der ersten Herstellung des Trägers vor der Wärmebehandlung und dem Abschrecken gebohrt wurden, nachzubohren.

Die Erfindung betrifft eine große Abschreckmaschine mit einer segmentierten Form, die einen langen U-Träger zuerst im warmen Zustand richtet und anschließend in der Form abschreckt. Die Vorrichtung besteht aus einer Reihe von in Längsrichtung angeordneten Formteilen, die einen erwärmten U-Träger aufnehmen können, ihn richten und anschließend

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schnell mit schnell fließendem Wasser abschrecken, um einen geraden U-Träger mit verbesserten physikalischen Eigenschaften herzustellen.

Die sehr schnelle Abschreckung wird dadurch ermöglicht» daß durch ein Netz von Durchgängen in den Pormteilen eine große Menge von Kühlwasser, das mit dem abzuschreckenden U-Träger direkt in Berührung kommt, geschickt wird. Die Wasse'rdurchgänge durch die Oberflächen der Formteile sind im gleichen Abstand zueinander angeordnet; aus diesem Grunde wird durch den Wasserfluß eine gleichmäßige Abschreckung aller Oberflächen des U-Trägers erreicht.

Ein wichtiges Merkmal der Vorrichtung dieser Erfindung ist die Verwendung einer Reihe beweglicher Formabsohnitte, die sich bewegen, um wahlweise ein Halten oder Ergreifen des schrumpfenden warmen U-Trägers während der Abschreckung aufrecht zu erhalten. Alle Formoberflächen, die mit dem U-Träger in Berührung sind, können nach innen in Richtung auf einen zentralen Bezugepunkt zusammendrücken und bleiben mit dem gleichen bestimmten Teil des U-Trägers während des Schrumpf ens auf die Abmessungen im kalten bzw. abgeschreckten Zustand in Berührung. Wenn die Formoberfläche nicht mit dem schrumpfenden IT-Träger zusammengedrückt bliebe, würden unregelmäßige Spannungen durch die zurückhaltende Wirkung der Formoberflächen auf bestimmte Teile des Ü-Trägers entstehen, was eine Verwerfung zur Folge hätte, und ein U-Trä-

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ger mit gleichmäßigen physikalischen Eigenschaften über seine [ gesamte Länge würde nicht zu erhalten sein. ■

Um die notwendige zusammendrückende Bewegung der Formabsohnitte zu erreichen, ist jede der Patrizen (male dies) der sich in Längsrichtung erstreckenden Reihe drehbar an einer gleitenden Stoßplatte an Hebeln, die in einem-Bogen in Richtung der Länge der Form-Absohreokmaschine schwingen können, befestigt, so daß sie dem U-Träger folgen können, wenn er in der Länge schrumpft.

Die sich in Längsrichtung erstreckende Reihe der Matrizen (female dies), in denen der U-Träger während des Abschreckens untergebracht ist, kann ebenfalls in Längsrichtung und seitlich bewegt werden, um ein Schrumpfen des U-Trägers während des Abschreckens zu ermöglichen. . Jede der Matrizen ist in drei Teile geteilt. Alle Teile der Matrize werden von einem Formschuh getragen, der auf Rollen angeordnet ist, um eine begrenzte horizontale Bewegung einer jeden Matrize entlang der Länge der Formabsohreokmaschine zu ermöglichen. Die Bodenflache und eine Seitenwand der Matrize sind direkt an dem Formschuh durch Bolzen befestigt, der dritte Teil kann sich jedoch auch seitlich bewegen, wobei er mit Hilfe einer Anordnung mit hinter einander angeordneten , Zylindern (Tandem-Zylinder) mit dem Formschuh verbunden ist« Dieser dritte Teil, der als bewegliche Seitenwand bezeichnet j wird, folgt der seitlichen Schrumpfung des U-Trägers.

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- Hie Oberflächen sowohl der Patrizen als auoh der Matrizen, die den U-Träger berühren, weisen ein Netz offener DuAgänge auf, die den Formoberflächen ein waffelartiges Aussehen geben. Jede der Formen weist ein System innerer . Durchgänge auf, die mit den waffelartigen Oberflächen in Verbindung stehen. Um den U-Träger abzusohreoken, wird ein Kühlmittel, z.B. Wasser, den Oberflächen der Patrizen 'als auoh der Matrizen, die mit dem U-Träger in Berührung; stehen, zugeführt· Ein kleiner Zwischenraum ist zwischen jedem Formabschnitt in der Reihe vorgesehen, so daß jeder Formabschnitt mit dem U-Träger frei beweglich ist, wenn dieser in Längsrichtung während des Eühlens schrumpft.

In dem Arbeitsvorgang wird der rotglühende U-Träger. mit dem Steg nach unten ja die Matrizen der Reihe von Formteilen eingeführt. Die bewegliche Seitenwand der Matrize wird dann nach innen bewegt, um den warmen U-Träger zwischen der festen und der beweglichen Seitenwand der Matrizenabschnitte einzuklemmen und auf diese Weise den U-Träger im warmen Zustand zu richten.

Sie dehnbaren Patrizen werden dann in Sichtung auf die Matrizenteile und öeer die ganze Länge in den U-Trägern bewegt und seitlich bis zur Berührung mit den Seitenflanschen des TMfrägers gedehnt. Di« Matrizen drüoken gegen die äußeren Oberflächen des U-Trägerβ, der gleichzeitig von innen durch die Patrizen gehalten wird, wodurch der Träger fest

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•ingeklennat ist. Das Absehreckwasser wird dann unter Druck duroh das Kühlsystem geleitet, und das Kühlwasser fließt in großer Menge aus dem Netz eingeschnittener Durchgänge in den Eatrizen- und Matrizenoberfläohen und direkt auf alle Oberflächen des rotglühenden U-Trägers. Der Fluß des Kühlwassers durch die gleichmäßig verteilten Durchgänge schreckt den U-Träger sehr schnell und gleichmäßig ab, während er durch die Formvorriohtungen gehalten wird. Die Patrizen werden dann von dem abgeschreckten U-Träger zurückgezogen, die Matrizen werden nach außen bewegt» und eine Entladevorrichtung stößt den U-Träger aus der Αΐ>streckmaschine aus. Nach dem Entspannen des abgeschreckten U-Irägers weist er stark verbesserte Zugfestigkeit und Härte auf, wie sie für Bauelemente von Lastkraftwagen-Anhängern erforderlich sind. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Erfindung, wobei die Wassergrube im Schnitt gezeigt wirdf

Fig. 2 eine Seitenansicht der F ormab streckmaschine, wobei ein U-Träger darin eingelegt istf

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des in der Vorrichtung abgeschreckten Ü-Trägersj

Fig. 4 eine Vorderansicht der Formabschreckaaschine, wobei Teile im Schnitt weggebrochen sind*

Fig. 5 ein vergrößerter Querschnitt, der eine Formanordnung mit einem eingelegten U-Träger zeigt}

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Fig. 6 ein Vertikalschnitt gemäß der Linie 6-6 der

Pig. 5I

Fig. 7 ein Schnitt gemäß der Linie 7-7 der Fig. 4, wobei Teile zur Übersichtlichkeit weggelassen wurden;

Fig. 8 eine vergrößerte Vorderansicht der Patrizen in der Stellung mit warmem U-Träger;

Fig. 9 eine vergrößerte Vorderansicht der Patrizen in der Stellung mit abgeschrecktem U-Träger;

Fig. 10 ein vergrößerter Schnitt gemäß der Linie 10-10 der Fig. 2, wobei Teile weggebrochen sind;

Fig. 11 eine Draufsicht, wobei Teile weggebrochen sind, die den Tandem-Zylinder-Antrieb für die bewegliche Seitenwand der Matrize zeigt j

Fig. 12 eine vergrößerte Vorderansicht, wobei Teile weggebroohen sind, die die Einstellehren-Vorrichtung für die Matrize zeigt, und

j Fig. 13 eine Endansioht des in Fig. 12 gezeigten

■ Aufbaues, wobei Teile zur Übersichtlichkeit weggelassen wur- ; den.

Wie die Zeichnungen zeigen, besteht die Vorrichtung dieser Erfindung aus einer Reihe von Form-Abschreckeinheiten 1, die von einem Fundament 2 getragen werden. Wenn die Vorrichtung zum Abschrecken von Seitenschienen von Anhängern verwendet wird, kann sie aus etwa 16 bis 18 Formabschreckeinheiten 1 bestehen. Eine Grube 3 ist in dem Fundament 2 aus-

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gebildet und "befindet sich unter den Form-Absohreckeinheiten 1. Die Grube 3 kann die Abschreckflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, die verwendet wird, um die Seitenachiene oder ein anderes Werkstück abzuschrecken, aufnehmen. Zwei Schultern sind entlang des oberen Endes der G-rube 3 angeordnet, und ein Paar langer Träger 5 erstreckt sich über die Länge der G-rube und wird von den Schultern 4 getragen. Querträger 6 werden auf dem Träger 5 getragen, und ein zweites Paar langer Träger 7 ist auf den Querträgern 6 befestigt. Die Träger 7 tragen eine Reihe vertikaler C-Rahmen 8, die in gleichmäßigen Abständen entlang der langen Träger 7 angeordnet sind. Die C-Rahmen 8 sind durch ein drittes Paar langer Träger 9 miteinander verbunden, die auf den oberen Enden der C-Hahmen befestigt sind und die C-Rahmen 8 starr in ihrer Stellung verankern.

Zwei Stangen 10 sind an dem unteren horizontalen Teil eines jeden C»Rahmens 8 befestigt, und -jede Stange 10 trägt zwei im Abstand voneinander angeordnete Tragböcke 11 und 12. Die Tragböcke 11 sind gabelförmig und können die Rollen 13 rotierbar tragen, während das obere Ende eines jeden Tragbockes 12 von dem einen Ende aus gesehen keilförmig ist und ein Paar Rollen 14 trägt. Jede Rolle 14 ist derart angeordnet, daß sie um eine diagonale Achse rotiert, und jedes Paar der Rollen H kann auf einer keilförmigen Schiene 15 laufen, während die Rollen 13 auf einer flachen Schiene 16

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laufen. Beide Schienen 15 und 16 sind auf der untren Oberfläche eines "beweglichen Formschuhs 17 "befestigt.

Eine Matrisse 18, die einen U-Träger 19, der abgeschreckt werden soll, aufnehmen kann, wird von dem Formschuh 17 getragen. Ein Unterteil 20 der Matrize 18 ist mit Hilfe von Bolzen an einem Druckstack (pad) 21 befestigt, das in einer Aussparung in dem Formschuh 17 untergebracht ist.- Die Matrize 18 besteht außerdem aus einer festen Seitenwand 22, die mit Hilfe von Bolzen an dem Formschuh 17 befestigt ist, und einer beweglichen Seitenwand 23, die seitwärts in Richtung auf und fort von der festen Seitenwand 22 bewegt werden kann. Die innere Oberfläche 24 des Unterteils 20, die innere Oberfläche 25 der festen Seitenwand 22 und die innere Oberfläche 26 der beweglichen Seitenwand 23 werden von einem Netz von Kanälen 27 durchzogen, die den Formoberflächen ein waffelartiges Aussehen geben. -

Das äußere Ende der beweglichen Seitenwand 23 ist durch eine Klammer 29 an der Platte (platen) 28 befestigt, und die Platte kann in Eiohtung auf die feste Seitenwand 22 der Matrize 18 in zwei Stufen durch eine hydraulische Vorrichtung bewegt werden, die aus einem festen Zylinder 30 und einem beweglichen Zylinder 31 besteht. Der äußere Kopf 32 des festen Zylinders 30 trägt eine mit einem Qewinde versehene Stange 33, die in eine öffnung in einer Kugel 34 eingeschraubt ist, die sich in der Pfanne 35 befindet, und ein

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P aar Buchsen 36, die auf einer Platte 3? aufgebaut sind, sind auf gegenüberliegenden Seiten der Pfanne befestigt. Die Platte 37 ist mit einem herabhängenden Plansch 38 versehen, der mit der Seitenkante des SOrmsehuhs 17 durch Bolzen verbunden ist. Der feste Zylinder 30 wird ebenfalls durch ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Führungsschienen 39, die auf der oberen Oberfläche der Platte 37 befestigt sind, getragen.

Zwei Kolben 40 sind auf einer Kolbenstange 41 befestigt und gleitend in dem Zylinder 30 angeordnet. Bas Ende der Kolbenstange 41 ist nit einem Gewinde- versehen und in einer Öffnung in dem äußersten Ende der Kolbenstange 42 befestigt, während die Stange 42 ein Paar Kolben 43 trägt, die in dem beweglichen Zylinder 31 gleiten. Die Kolbenstangen 41 und 42 sind miteinander verbunden und bewegen sich als eine Einheit, und eine Mutter 44 ist auf das herausgestrecktβ Ende 41 geschraubt und bildet eine Einstellung für die gesamte Länge der Kolbenstangeneinheit.

Das vordere Ende des Zylinders 31 trägt ein Gabelgelenk 45, das eine Kugel 46 eingabelt und an ihr duroh einen vertikalen Stift 47 befestigt ist. Die Kugel 46 ist innerhalb einer Pfanne 48 angeordnet, die du dem Mittelteil des Kopfes 19 ausgebildet ist, der sioh im allgemeinen parallel zu der Platte 28 erstreckt. Jedes Ende des Kopfes 49 ist gabelförmig, wie bei 50 angezeigt, und zwischen der

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hinteren Oberfläche der Platte 28 und einer nach oben stehenden Platte 51 , die duroh den Flansch 52 mit der Platte 28 verbunden ist, angeordnet. Mit diesem Aufbau bewegen sich sowohl die Platte 28, als auch die bewegliche Seitenwand 23 der Matrize mit dem Kopf 49.

Der Kopf 49 wird bei der hin und her gehenden Bewegung in Richtung auf und fort von der festen Seitenwand 22 durch ein Paar Föhrungsstangen 53 geführt, die in. den gabelförmigen Enden 50 des Kopfes durch Stifte 54 befestigt sind. Die äußeren Enden der Führungsstangen 53 sind in Buchsen 36 gelagert, und die Mittelteile der Führungsstangen 53 werden von einem zweiten Paar Buchsen 55 für eine gleitende Bewegung getragen.

Zur Betätigung des Kopfes 49 wird eine hydraulische Flüssigkeit durch die Leitungen 56 und 57 in den Zylinder 30 eingeführt! duroh das Einführen einer Flüssigkeit in den hinteren (Teil des Zylinders durch die Leitung 57 werden die Kolben 40 und die Stange 41 nach vorn bewegt. Da die Stangen 41 und 42 fest miteinander verbunden sind, hat eine Bewegung der Stange 41 eine entsprechende Bewegung der Stange 42 im Zylinder 31 zur Folge. Um einen zweiten Abschnitt der Bewegung des Kopfes 49 zu schaffen, wird eine hydraulische Flüssigkeit durch die Leitungen 58 und 59 in den Zylinder 31 eingeführt. Durch das Einführen einer Flüssigkeit durch die Leitung 58 in das vordere Ende des Zylinders 31, während der

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Druok in dem hinteren !eil des Zylinders 30 durch die Leitung 57 aufrecht erhalten wird, wird der Zylinder 31 in Besug auf den Kolben 43 in einem zweiten Abschnitt der Bewegung in Richtung auf die feste Seitenwand 22 nach vorne bewegt«

Zu Beginn des Arbeitsvorganges befindet sioh die bewegliche Seitenwand 23 in der rückwärtigen oder offenen Stellung, und der U-iDräger 19 liegt auf dem Unterteil 20 der Form. Durch Einführen einer Flüssigkeit in den Zylinder 30 durch die Leitung 57 wird der Kopf nach innen bewegt, um die Seitenwand 23 mit der äußeren Oberfläche des Flansches des U-frägers in Berührung zu bringen« fahrend des Ab-Schreckens wird eine Flüssigkeit durch Leitung 58 in den Zylinder 31 eingeführt, um die Seitenwand 23 fortgesetzt gegen den Flansch zu drücken und jedes seitliche Schrumpfen des U-Ürägers aufzunehmen.

fahrend des Ab sehr eokv or ganges schrumpft der TMDräger 19 auch in Längsriohtung, und da der Unterteil 20 und die Seitenwand β 22 und 23 der Matrize mit dem Formschuh 17 verbunden sind, der auf Hollen 13 und 14 gleitet, bewegen sich die Formabschnitte mit dem U-Iräger während des Schrumpf ens*

Die Drehbefestigung des Zylinders 30 an der Platte 37 und die Drehverbindung zwisohen dem Zylinder 31 und dem Kopf 49 dienen dazu, alle Unterschiede in der fluohtenden Ausrichtung oder axialen Bewegung, zwischen der !Tandem-Zylinder-Sinheit und dem Paar Führungsstangen 53 auszugleichen·

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Sie Gewindeverbindung zwischen der Stange 35 und der Kugel 34 dient als Einstellung für den Abstand zwischen der festen Seitenwand 22 und der beweglichen Seitenwand 23, mvn sich die Seitenwand 23 in der geschlossenen Stellung befindet. Dadurch, daß die Stange 33 in die Kugel 34 eingeschraubt 1st, bewegt eich der Zylinder 30 auf den führung*· schienen 39, um die Größe der Aussparung der Matrize» die durch die Breite des absusoSokenden U-Trägers bestirnt wird, zu verändern. .

Bine Anzahl senkrechterüJBrben 6Q erstreokt sich nach oben von dem Boden bis in eine gleiohe Höhe gerade vor den Ö-Hahmen 8. Die senkrechten Pfosten 60 tragen einen I-Träger 61, der sich über die gesamte Länge der Reihen von Jormabsohreokeinheiten 1 erstreckt. Bine Vielzahl von Binfltellehren-Vorriohtungen 62 ist an der Unterseite des I-Trägers 61 in Abständen über die Länge befestigt, wobei für jede formabsohreokeinheit 1 eine Einst eil ehr en-Yor richtung 62 vorhanden ist· -

Jede Binstellehren-Vorriohtung 62 ist unter des I-Träger 61 angeordnet und wird mit Hilfe eines Lthren-Tragbookes 63, der mit dem I-Träger duroh Bolzen verbunden und verschweißt ist, getragen. Der Lehren-Tragbook 63 weist einen Durchgang auf, der ein Snde der Lehrenstange 64 gleitend aufnehmen kannj und eine Mutter 65 und eint Gegenmutter 66 sind auf das End· der Lehrenstange aufgeschraubt· Sas

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andere Ende der Lehrenstange 64 ist mit Hilfe eines Gewindes mit einem Formsohuhbock 67 verbunden, welcher seinerseits an dem Formschuh 17 befestigt ist. Eine Lehre 68 ist drehbar mit dem unteren Ende des Bockes 63 durch den Bolzen 69 verbunden und kann frei in einem Bogen rotieren. Die Lehre 68 weist ein !Saul 70 in ihrem freien Ende auf, um an einen Abschnitt der Lehrenetange 64- zwischen dem Lehrentragbook 63 und der Matter 65 anzugreifen. Ein Paar Schraubenfedern 71 sind hintereinander auf der Lehrenstange 64 zwischen dem Formsohuhbock 67 und dem Lehrentragbook 63 befestigt. Die Federn 71 werden mit Hilfe von Federscheiben 72j die an jedem Ende einer jeden Feder angeordnet sind, in der Stellung gehalten, und die Federn dienen dazu, die Stange 64 und den Formsohuh 17 naoh links (in Fig. 12) zu drücken und dadurch die Mutter 65 gegen den Tragbook 63 vorzuspannen.

Die Breite der Lehre 68 ist gleich dem errechneten Weg, den jeder einzelne Formsohuh 17 aufgrund des Sohrumpfens bewegt werden muß, und vor dem Formabsöhreckarbeitsgang wird jede Lehre 68 naoh oben gedreht, so daß ihr Maul 70 an einen Teil der Lehrenstange 64 zwischen dem Lehrentragbook und der Mutter 65, der gleich der Weite der Lehre 68 ist, angreift. Die Mutter 65 ist auf die Lehrenstange 64 aufgeschraubt, so daß sie an die Seitenoberfläche der Lehre 68 anliegt, und sich in einem Abstand, der gleich der Weite der Lehre 68 ist, von dem Lehrentragbock 63 befindet. Die Gegen-

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mutter 66 wird dann gegen die Mutter 65 festgezogen und die Lehre 68 naoh unten von der Lehrenetange 64 fortgedreht. Die Spiralfedern 71 drücken dann den Formschuh 17 naoh links und spannen dadurch die Kutter 65 gegen den Tragbook 63 vor. Der für jeden einzelnen Formschuh 17 benötigte Weg beim Schrumpfen muß Torher errechnet werden, und er steigert sioh fortschreitend mit zunehmender Entfernung von der Mitte der Maschine· Diese Reohnung basiert auf dem Zusammenhang zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten der benötigten Temperatursteigerung und dem Abstand des einzelnen Formsohuhs 17 von der Mitte der Maschine.

Da der U-Träger 19 zunächst mit seinen Abmessungen im warmen Zustand von der Maschine aufgenommen wird, müssen sich die Formsohuhe 17 anfänglich in ihren ausgedehnten Stellungen befinden· Aus diesem Grunde bewegen die Spiralfedern, nach dem die Lehreneinstellungen vorgenommen wurden, die Formsohuhe 17 in ihre ausgedehnten Stellungen, um den warmen U-Iräger 19 aufzunehmen. Die Formschuhe 17 folgen dann dem Schrumpfen des U-Trägers in die Abmessungen im abgeschreckten Zustand. Würden die Formsohuhe 17 nicht wie beschrieben im Abstand zueinander angeordnet werden, würden benachbarte Form-' schuhe 17 während der Bewegung beim Schrumpfen aneinanderstoßen und unausgeglichene Spannungen in dem abgeschreckten TJ-Träger 19 hervorrufen.

Eine Patrize 73 kann mit der Matrize 18 zusammenarbeiten und ist oberhalb der Matrize gleitend angeordnet, so

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dafi ei· in «in· in der Matrise ruhend· La«· und aus dieser Lag· heraus bewegt werden kann· Di« form 73» d.h. di· Patrise, bestallt aus swei ähnlichen Pat rii ent eilen 74 und 75 «it seitliohen Oberflächen 76 und Bodenflächen 77» di· dan waffelartigen Oberflächen 24» 25 und 26 der Hatriie gegenüberliegen, wenn di· Patri«· in der Matriie ruht. Die Oberflächen 76 und 77 der Patrisentcile 74 und 75 «erden ebenfalls τοη eine» lets τοη Kanälen 78 durohsogan» die ähnlioh den Kanälen 27 ·»* den Oberflächen der Matrise sind und den Oberflächen 76 und 77 der Patrisenteile ebenfalls ein waffelartigee Aussehen geben·

Die Absohnitte 74 und 75 weisen eohwalbensohwanaförmige Mitteloberfläohen 79 auf» um seitliche Ausdehnung und Zusammensiehung au ermöglichen, und jeder Pat riaenteil ist gleitend mit einem gemeinsamen Keil 80 duroh swei Stifte 81, die sich nach innen von Ansät ten 82 an den Enden dar Vor»» abschnitte erstrecken» verbunden. Die Stifte 81 werden gleitend in etwas größeren diagonalen Sohlitsen 83 in den laden des Keiles. 80 aufgenommen· Die Achsen der Schütte 83 bilden in ihrer Verlängerung ein ⁿ7^N. Wenn über den Keil 80 Druok auf die 7ormteile 74 und 75 ausgeübt wird, sind sie bestrebt» sich seitlich auasudehnen und drüoken dadurch die seitlichen Oberflächen 76 in Berührung mit den inneren Oberflächen der Tlanaohe des U-Trägerex19.

Jeder Keil 80 weist ein Paar Ösen 84 auf» dia aft der oberen Oberfläche des Keiles befestigt sind, und jede öse ist.

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drehbar mit einem öelenk 85 rerbunden, das wiederum drehbar mit einem öelenk 86 τ er bund en lot« Pas Gelenk 86 hat einen keilförmigen Kopf 87» der in einer Keilnut 88 la dem BodoA einer Platte 89 aufgenommen worden kann, die oberhalb und Ib allgemeinen parallel iur Patrise 73 angeordnet lot. Ha Paar Sehrumpfhebel (shrink lever·} 90 und 91 "Ud «α olaom Β*** drehbar aa Knäufen 93 «a dor obere* fliehe der ÜÜtti Sf

befestigt» und das andere Bad· eineo jeden Schrumpfhebel· Ist drehbar an einem Knauf 93 an einer beweglichen 8toSplatto 94 befestigt. Kit dieser Konstruktion können eich die 8ohrumpf« hebel 90 und 91 frei la einem Bogen la einer Tertikaien Bbeae entlang der A oh β β dor Heihe toä f ormabsohreokeinhelten drehem·

um die StoÄplatte bei einer vertikalen Beweguag in führen, weist si· aa beiden Soltoa abgeschrägte Kanten 95 auf» dl· la einer V-förmigen tut 96, die awischen dem fl ans oh 97 ' aa dom O-Eahmen 8 und den damit durch Bolsen verbund enea Keil 98 ausgebildet let» untergebracht sind. .

Si· Drehverbindung des 8ehrumpfhebels 0t mit der Stotplattf 94 ermöglicht es der Patrise 73, sieh la lAngsriohtung IU bewegen und dom Sehrumpf ea de· tj-lriger· wiaroad de· Abschreckens in folgen· Jode Patrise ist la IAngeriohtung nach auBen aus einer senkrecht hAngenden Stellung tu Beginn «la·· AbeohreokTorganges duroh eine Sehraubenfeder 99 Torgespannt.

liner der Schrumpf hebel 9t weiet «la· Auseparun« 100 ' auf, i» ein Bade der feder 99 aufsunehmea, nad Um andere lad· der Schraubenfeder 99 ist la eimer Aussparung la dem Kopf 101

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•la·« Stift·· 102 untergebracht, der in eine öffnung in einem Ansatε an der Stoßplatte 94 eingeschraubt ißt.

Wie Pig. 8 zeigt, drückt die Schraubenfeder den Schrumpfhebel 91 und infolgedessen die Patrice 73 aus der senkrecht hängenden Stillung unter der Stoßplatt· 94· Pig.8 zeigt die F.ormabechreokeinheiten 1 BU beiden Seiten einer Mittellinie der Maschine· Dementsprechend ist der Schrumpfhebel auf der linken Seite der Pig. 8 normalerweise nach links außen vorgespannt, während der Schrumpfhebel 91 auf der rechten Seite der Fig. 8 normalerweise nach rechts außen vorgespannt ist« woduroh beiden Einheiten ermöglicht wird, sich während des Schrumpfens des U-Trägers in Richtung auf die Mittellinie der Masohine zu bewegen. Hinzu kommt, daß die Sehrumpf hebel einer jeden folgenden Einheit von der. Mittellinie su den Enden der Maschine nach außen fort von der Mittellinie vorgespannt sind, um jeder Patrize, die von den Schrumpf hebeln getragen wird, su ermöglichen, nach innen durch eine vertikale Stellung in eine Stellung in Richtung auf die Mittellinie mit dem U-Träger zu schwingen, sobald der U-Träger schrumpft. Sie Formen der Reihe sind im Abstand zueinander angeordnet, um zu ermöglichen, daß jede Form dem U-Träger folgt, ohne durch die benachbarte Formeinheit behindert zu werden· Die Schwingung naoh außen oder die Verschiebung der Sohrumpfhebel 91 werden durch eine Lehrenstange 104 begrenzt, die an einem der Schrumpfhebel 91 nahe seinem unteren Ende befestigt ist· Die Lehrenstange 104 ist an ihrem anderen Ende gleitend mit

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einer Lehrenstangenstütze 105 verbunden, die an der Stoßplatt« 104 befestigt ist. Eine einstellbare Lehrenmutter 106 ist auf das Ende der Lehrenstange 104 aufgeschraubt und begrenzt den Bogen, durch den die schwingenden Hebel 91 durch die Feder 99 verschoben werden.

Eine Lehre 107 ist drehbar an einem Lehrenbock 108 an der Platte 28 befestigt und kann zwischen die Lehrenstangenstüt&e 105 und die einstellbare Lehrenmutter 106 eingeführt werden, um die Anfangsgrenzen des Bogens, durch den sich die Schrumpf hebel 91 und die Patrize 73 während des Abschreckens des U-Trägers 19 bewegen, festzusetzen·

Die Breite der Lehre 107 einer jeden !Formabschreckeinheit kann in Abhängigkeit von der Anfangsverschiebung, die für jede Patrize 73 erforderlich ist, variieren. Normalerweise haben die Lehren 107 eine zunehmend größer werdende Breite in Richtung von der Mittellinie zu den Enden der Maschine, da der Grad des Schrumpfens des U-Trägers in den Endstellungen am größten ist.

Sie Stoßplatten 94 sind jede durch ein Paar einstellbarer Bindeglieder 109 aufgehängt, die das obere Ende der Stoßplatte 94 mit dem einen Ende eines großen gabelförmigen Hebelarme 110, der drehbar an einem Bock 111 befestigt ist, verbinden. Der Bock 111 ist auf den beiden Trägern 19 befestigt, die, wie oben beschrieben, auf den C-Rahmen 108 ruhen. Ein Seil 112 ist an dem anderen Ende des Hebelarms befestigt, und das Seil ist ebenfalls mit einem Gegengewicht 113 verbunden, um das Gewicht der Stoßplatte 94 und der Pa-

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trize 73 auszugleichen. Eine lange ununterbrochene Ausgleichswelle 114 geht durch jeden Hebelarm 110 und verbindet sie miteinander, so daß sie sich zusammen bewegen.

Die Stoßplatte 94 wird mit Hilfe einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 115» die auf einem Paar Böoken 116 aufgebaut ist, welche ebenfalls an den !Trägern 9 auf dem C-Hahmen 8 befestigt sind, in den Keilen 98 nach oben und nach unten bewegt. Das obere Ende der Stoßplatte 94 ist mit einer Kolbenstange 117 verbunden, die sich nach unten aus einem Zylinder 118 der Antriebsvorrichtung 115 erstreckt. Von einem zentralen hydraulischen System wird durch die Leitungen 119 eine hydraulische Flüssigkeit zu jedem Zylinder 118 geleitet, um die lange Kolbenstange 117 nach unten zu bewegen, woduroh die Stoßplatte 94 und die Patrize 73 sich in die Matrize bewegen. Wenn der hydraulische Druok verringert wird, betätigt das Gegengewicht 113 den Hebelarm 110 und bewirkt, daß die Stoßplatte 94 und die Patrize sich von der Matrize fortbewegen und die Kolbenstange 117 in ihre ursprüngliche Stellung zurückstoßen.

Nach dem Abschrecken wird eine Auswerfvorrichtung betätigt, um den U-Trager aus der Matrize zu entfernen. In diesem Zusammenhang habea mehrere der Unterteile 20 der Matrizen 18 und ihre entsprechenden Forr-isohuhe 17 vertikale öffnungen 120, die sich durch ihre Mittelteile erstrecken. Jede öffnung 120 nimmt einen Auswerfetempel 121 auf, der über eine Verbindung mit einem ■ ad* «ines Auawerfhebels .123 in Verbindung steht. Das andere Ende <!,>·* Äususrihebel·! ist mit einer Auawarfantrieba-

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welle 124, die sich über die Länge der Reihe von Formabechreckeinheiten 1 erstreckt, verkeilt· Die Auswerfantriebswelle 124 ist drehbar an dem unteren Vorderteil eines jeden C-Rahmens 8 mit Hilfe eines Bcicke/is 125 befestigt. Wenn die Auswerfantriebswelle 124 durch eine geeignete Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) gedreht wird, werden die Auswerfstempel 121 gemeinsam in Bezug auf ihre entsprechenden Matrizenunterteile 20 angehoben oder gesenkt· Die Auswerfst empel 121 dienen sowohl zum Be- als auch zum Entladen der Formabsohreokmaschine«

Jede Pormabschreckeinheit 1 weist ein Was server sorgungssystem auf, das jede Patrize 73 und Matrize 18 mit einer großen Mange von Kühlwasser versorgt« Jeder Pormabsohnitt 74 und 75 der Patrize und die Seitenwände 22 und 23 der Matrize weisen Mittelkammern 126 auf, die das Kühlwasser aufnehmen können« Das Wasser wird durch die öffnungen 127 in den Oberflächen 24 und 25 der Matrize und ebenfalls durch die öffnungen 128 in den entsprechenden Oberflächen der Patrize herausgelassen.

Jeder Patrizenteil 74 und 75 weist eine Einlaßöffnung 129 auf, der mit der entsprechenden Kammer 126, duroh die eine Vielzahl von Auslaßdurchgängen 130 In dem Keil 180 das Wasser erhalten, in Verbindung steht. Der Kell 80 erhält das Wasser von einer Vielzahl kurzer, biegsamer Sohläuche 131, die in die Durchgänge 132 in dem Keil eingeschraubt Bind. Die Einlaßöffnungen 132 stehen mit einem

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Mitteldurchgang 133 in Verbindung, der wiederum ait den Auslaßdurchgängen 130 verbunden ist· Die oberen Enden der Sonkuohe 131 sind Bit einem Paar ähnlicher, starrer Rohrveraweigungen 134 verbunden, wobei eine Rohrverzweigung auf der Vorderseite und die andere auf der Rückseite der Stoßplatte 94 befestigt ist· Me Rohrversweigungen 134 sind beide mit biegsamen Schläuchen 135 verbunden, die mit ihren anderen Enden mit einer großen, «rtarren Rohrverzweigung 136, die auf der Rückseite der C-Rahmen β angeordnet ist, in Verbindung stehen« Die Rohrverzweigung 136 ist durch ein Rohr 137 mit der Pumpe 138, die das Wasser unter Druok durch das Rohr 139 aus der Grube 3 nach oben pumpt, verbunden.

Die Formoberfl&ohejt des Unterteils 20 der Matrize 16 wird durch die Wassereialaßöffnungen 127, die mit den Auslaß-Öffnungen 140 in dem formschuh 17 in einer Reihe liegen, mit Wasser versorgt» Der Formschuh 17 weist eine Mittelkammer auf, die eine Wassereinlaßöffnung 142 hat. Diese Wassereinlaßöffnung ist mit einem biegsamen Schlauch 143 verbunden, der sich nach unten um die unteren Teile des 0-Rahmens 8 zur Rohrverzweigung 136, wie oben beschrieben, erstreckt·

Die Kammer 126 der festen Seitenwand 22 der Matrize 18 wird mit Hilfe eines Durchganges 144, der die Kammer 126 und die Kammer 141 des foraeoftuhs miteinander verbindet, mit Wasser versorgt. Hinzu kommt, daß ein biegsamer Schlauch 145 die Rohrverzweigung 136 mit einem Durchgang 146 in der bewegliohen Seitenwand 23 verbindet! der Durchgang 146 dient als Wasserleitung zu der Kammer 126 in der beweglichen Seitenwand.

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Während des Formabechreokvorganges fließt Kühlwasser in reichem Maße von den Oberflächen 76 und 77 der Patrize 73 und den Oberflächen 24, 25 und 26 der Matrize 18, die mit dem U-Träger 19 in Verbindung stehen. Das Wasser strömt dann in die Grube 3 herab und wird durch die Pumpe 138, durch die Rohrverzweigung 136 und durch die biegsamen Schläuche 135, 143 und 145 den einzelnen Formsystemen wieder zugeführt, um eine ununterbrochene Versorgung einer jeden Formeinheit 1 mit abschreckendem Wasser zu erreichen·

Im Betrieb wird ein rotglühender U-Txäger 19 mit dem Steg nach unten auf die zahlreichen Auswerfstempel 121 gelegt, die an der oberen Fläche der Matrizen 18 angeordnet sind. Die Stempel 121 werden dann in den Unterteil 20 der Matrizen 18 gesenkt und lassen den U-Träger 19 auf den Unterteilen ruhen· Die beweglichen Seitenwände 23 werden dann seitlich naoh innen gegen die Seite des warmen U-Trägers 19 bewegt, indem eine Flüssigkeit durch die Leitung 57 in den festen Zylinder 30 eingeführt wird, um den U-Träger in der Matrize festzuklemmen und gleichzeitig im warmen Zustand geradezurichten. Die Tandem-Zylinder-Vorrichtung kann die seitliche Bewegung der beweglichen Seitenwand 23 bei ihrer anfänglichen ' klemmenden Bewegung begrenzen, um ein Zerbrechen des warmen U-Trägers zu verhindern. Unmittelbar nach dem Geraderichten des U-Trägers in warmem Zustand wird die Patrize 73 nach unten bewegt, um an die inneren Oberflächen des U-Trägers 19 anzugreifen. Wenn die Patrize sich in den U-Träger bewegt,

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Yerursaoht der Wideretand des Stegteiles, daß sich die Patrize seitlich ausdehnt, so dafl ihre waffelartigen Oberflächen 76 die inneren Oberflächen der Flanaohe des π-Trägers berühren.

Nachdem die Patrise 73 innerhalb des U-Trägere angeordnet ist, wird eine hydraulische Flüssigkeit in den Zylinder 31 durch Leitung 58 eingeführt, während der Druck in dem Zylinder 30 aufrecht erhalten wird, um die bewegliche Seitenwand 23 naoh innen au bewegen. Sobald der U-Träger fest an allen Oberflächen eingeklemmt ist, wird gleichseitig Ab-8ohreckwa8ser unter Druck durch alle formabsohreokeinheiten gepumpt, um einen reichlichen und gleichmäßigen Flufl des Absohreokwassere über alle Oberflächen des U-Trägers 19 zu erreichen· Dieser schnell Jlufl des.Kühlmittels bewirkt, daß der U-Träger in Iiängsrlohtung schrumpft und, die Patrisen 73 und die Matrizen 18 können, wie oben beschrieben, dem .schrumpfenden U-Träger in seine Abmessungen im kalten Zustand folgen· Hinzu kommt, daß der in dem Zylinder 31 wirksame Flüssigkeitsdruck es der beweglichen Seitenwand ermöglicht, einer seitlichen Schrumpfung des U-Trägers zu folgen«

!fach dem Abschrecken wird die Patrize 73 angehoben und die bewegliche Seitenwand 23 zurückgezogen· Die Auswerfstempel 121 werden dann nach oben gegen den U-Träger bewegt, um den U-Träger aus der Matrize 18 zu entfernen«

Die Größenordnung der Längsbewegung eines jeden . SOrmabschnitts der Längsreihe wächst progressiv mit dem

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Abstand des Teiles von den Bezugspunkt der Schrumpfung. * Xn der vorliegenden Ausfühmngsfor« der Brfindung ist der KLttelpunkt der Länge des U-Trägers der Bezugspunkt für die Schrumpfung. Die Patrizen 73 und Matrizen 18, die sich unmittelbar an des Mittelpunkt, des U-Trägera befinden, bewegen sich nur ein kurzes Stück während des Abschreckens, da sie eich des Bezugspunkt am näohsten befinden. Die nächsten anliegenden Patrizen 73 und Matrizen 18, die in Längsrichtung in beiden Richtungen Tom Mittelpunkt des U-Trägere folgen, Bussen sich ein größeres Stück bewegen, um der progressiv anwachsenden Schrumpfung des IT-Trägere BU folgen· Die Größenordnung der Schrumpfung tür jeden gegebenen Teil des U-Trägere 19 wird im voraus errechnet, und der benötigte Längsbogen der Bewegung wird für jede Patrize 73 und Matrize 18 durch die Lehren 68 und 107 vorher eingestellt. Baohdem diese Einstellung an jedem Formteil durchgeführt wurde, werden sie in ihren in Bezug auf den Mittelteil des warmen U-Trägere, der dann in die Jormabschreckmaechine geladen wird, nach außen gerichteten Stellungen federnd gehalten. Alle Formteile greifen fest an den warmen TJ-Träger an, und im Laufe des Abschreckens und des Sohrumpfens des U-Trägere folgt jeder formteil dem bestimmten Teil des U-Trägere in Längsrichtung in Sichtung auf den Mittelpunkt, woduroh ungleiohmälge Spannungen in dem abgeschreckten U-Träger vermieden werden· Am finde des Absohreokvorgangs sind die benachbarten formteile immer nooh gering im Abstand voneinander angeordnet, obgleich die

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Zwischenräume swisehen ihnen kleiner sind als zu Beginn des Absohreckvorganges und zwar aufgrund der Bewegung eines jeden Formteiles, der während des Schrumpfens der Bewegung des U-Trägers 19 folgt. Der Zwischenraum zwischen den Formteilen ist notwendig, um eine Behinderung zwischen benachbarten Formteilen, die ungleiche Spannungen in dem U-Träger hervorrufen würde, wie oben erwähnt, zu vermeiden.

Bas Formabsehreokverfahren dieser Erfindung kann zum Absohrecken aller festen Materialien, die einer Wärmebehandlung unterworfen werden, angewandt werden. Die Materialien sollten solche sein, die sich von einer bestimmten kristallinen oder molekularen Phase oder Kombinationen davon, in eine gleichförmige Phase, die eine verbesserte Zugfestigkeit und Härte aufweist, und die erwünscht ist, yfann von,einer erhöhten Temperatur schnell abgeschreckt wird, verändern.

Wie oben angegeben, folgt die zusammendrückende Tätigkeit der Formabschreckmaschine der Schrumpfbewegung des Werkstückes. Bas Ausmaß dieser Bewegung bei einem bestimmten Material, das abgeschreckt wird, wird im voraus für dieses bestimmte Material errechnet und basiert auf der Abhängigkeit zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des bestimmten Materials, der Temperaturdifferenz des Materials kurz vor und kurz nach der Abschreckung und dem Abstand der entsprechenden Formeinheit von der Mitte der Maschine.

Es wurde gefunden, daß sich das Verfahren dieser Erfindung besonders zum Absohrecken eines schwach legierten Stahles, der als Mittel-Manganstahl (intermediate manganese

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Bteel) bezeichnet wird, eignet· Die chemische Zusammensetzung dieses Stahls ist etwa die folgende:

0 - 0,22 - 0,30 # Mn - 1,0 - 1,35 J* P - 0,04 # Höchstwert S - 0,05 # Höchstwert Pe - Rest

Tor dem Erwärmen und Abs ehre oken hat dieser Stahl etwa die folgenden physikalischen Eigenschaften:

Zugfestigkeit 54,84 kg/mm Mindestwert Streckgrenze 31,64 kg/mm Mindestwert Dehnung je 50 mm 30$ Mindestwert Haoh der Formabschreckung hatte eine Probe des abgeschreckten Stahles etwa die folgenden physikalischen Eigenschaften: Zugfestigkeit 119,53 kg/mm Mindestwert

Streckgrenze 105,46 kg/mm Mindestwert

Dehnung je 50 mm 10,($ Mindestwert Nach dem darauffolgenden Tempern dieser abgeschreckten Stahlprobe bei einer Temperatur von etwa 482⁰C ergaben sich etwa folgende Versuchswerte:

Zugfestigkeit 91,4 kg/mm Mindestwert

Streckgrenze 77,34 kg/mm Mindestwert Dehnung je 50 mm 18 $> Mindestwert Diese letztgenannten physikalischen Eigenschaften werden als ideal für eine Verwendung als Seitenschiene eines Lastkraftwagen-Anhängers betrachtet.

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XTm den eben beschriebenen gewünsohten Stahl su erhalten, wird ein Werkstück aus Mittel-Jfanganstahl suerst auf eine Temperatur im Bereich von 788⁰C Ms 955⁰O erwärmt. Meser Schritt soll bewirken, daß sich die in dee Stahl enthaltenen verschiedenen kristallinen Phasen auflösen» Bas rotwarme Stahlwerkstüek wird anschließend in die Pormabschreokmas chine geladen, wie oben beschrieben, geradegerichtet und abgesohreckt. Obgleich Wasser als Abschreckmittel bevoraugt wird, können andere Abschreckmittel, wie s.B· eine Lösung von HaOH, eine Salzsolenlösung, oder eine lösung von Polyvinylalkohol verwendet werden, Es ist wichtig, daß das Geraderichten des Werkstückes durchgeführt wird , ehe das Abschrecken beginnt, und daß das schnelle Abschrecken beginnt, bevor sich das Werkstüok auf 725⁰O abgekühlt hat. Wenn das Abschrecken dieses besonderen Stahles nicht oberhalb dieser kritischen Temperatur beginnt, bilden sioh unerwünschte kristalline Phasen, wie Perlit und Zwisohenstufengefüge, in dem Stahl und geben dem Werkstüok unerwünschte und ungleichmäßige physikalische Eigenschaften·

Die schnelle und gleiohförmige Absohreokung, die durch die Vorrichtung dieser Erfindung ermöglicht wird, erseugt einen Stahl mit einem kristallinen Aufbau von etwa 95 i* Martensit, Wie oben erwähnt, hat dieser abgeschreckte Stahl physikalische Eigenschaften, die gegenüber denen des Mittel-ManganstahlB vor der Absohreokung stark verbessert sind« I¹Mr die besondere Verwendung wurde das abgeschreckte

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Stahlwerkstüok nachfolgend über einen Zeitrau» auf etwa 482⁰C erwärmt, um die Härte zu verringern und auf diese Weise die Elastisität au steigern« Sie gesteigerte Blastisität ist besonders bei langen Seitenschienen τοη Lastkraftwagen-Anhängern erwünsoht·

Zusammengefafit schlägt diese Erfindung eine neuartige ^»abschreckvorrichtung und ein Verfahren sum Geraderichten im warmen Zustand und Abschrecken von Materialien, die einer Wärmebehandlung unterworfen werden können, Tor, um abgeschreckte Materialien mit stark verbesserten physikalischen Eigenschaften su erhalten» Diese Erfindung ist besonders geeignet sum Abschrecken langer U-Träger aus Mittel-Manganstahl sur Verwendung für Seltensohlenen τοη Lastkraftwagen-Anhängern ·

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Claims

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Dr. Expl.

Patentansprüche

1. Maschine zum Abschrecken eines Werkstückes, bestehend aus einem ersten Formteil mit einer Formoberfläche, einem zweiten Formteil mit einer Formoberfläche und geeignet, mit dem ersten Formteil zusammenzuarbeiten, um ein langes Werkstück zwischen den Formoberflächen einzuklemmen, Yorrichtungen zum Einführen eines Kühlmittels auf das lange Werkstück durch die Formoberflächen, um das lange Werkstück abzuschrecken, und Vorrichtungen, die im Betrieb mit den ersten und zweiten Formteilen verbunden sind, um eine Bewegung der Formteile in Längsrichtung zu bewirken, um auf diese Weise den Teilen zu ermöglichen, in festgeklemmter.Verbindung mit dem langen Werkstück zu bleiben und der Schrumpfung des Werkstückes während des Abschreckens zu folgen.

2. Maschine gemäß Anspruch 1, in der jedes der Formteile aus einer längen Reihe ähnlicher Einheiten besteht und Vorrichtungen aufweist, um die Einheiten in einem vorherbestimmten Abstand voneinander vorzuspannen, um das erwärmte Werkstück aufzunehmen.

3. Maschine gemäß Anspruch 1, bestehend aus Vorrichtungen, um zuerst das Werkstück geradezurichten, und Regelvorrichtungen, um einen schnellen und gleichmäßigen Fluß des Kühlmittels gleichzeitig gegen alle Oberflächen des Werkstückes zu bewirken.

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4. Maschine gemäß Anspruch 1, in der das erste Formteil ein Matrizenteil ist, um das Werkstück aufzunehmen, das eine ausdehnbare Formoberfläche aufweist, die derart angeordnet ist, daß sie an das Werkstück angreifen und es geraderichten kann, und das zweite Formteil ein Patrizenteil mit einer Formoberfläche ist und derart angeordnet ist, daß es mit dem Matrizenteil zusammenarbeiten und das Werkstück zwisohen den Formteilen einklemmen kann, mit Vorrichtungen, um ein Kühlmittel in die Formoberflächen einzuführen, um das lange Werkstück abzusohrecken, wobei das Werkstück während des Abschreckens in Längsrichtung schrumpft, mit einer Vor-.richtung, um das Kühlmittel aufzufangen und dem langen Werkstück wieder zuzuführen, und mit Vorrichtungen, die im Betrieb mit den ersten und zweiten Formteilen verbunden sind, um eine Bewegung der Formteile in Längsrichtung zu bewirken, während sie in festgeklemmter Verbindung mit dem Werkstück sind, um den Formteilen zu ermöglichen, der Schrumpfung des Werkstückes während des Abschreckens zu folgen.

5. Maschine zum Geraderichten in warmem Zustand und Abschrecken eines langen Werkstückes, bestehend aus mindestens einem Rahmen, einer Reihe erster Formteile, die mit dem Rahmen verbunden und fluchtend angeordnet sind, wobei das Ende eines jeden Formteiles im Abstand von dem entsprechenden Ende des anliegenden Formteiles angeordnet ist, einer Reihe zweiter Formteile, die mit dem Rahmen verbunden und

809803/0490 ■» «wein«.

fluchtend angeordnet sind, wobei die Enden eines jeden zweiten Formteiles im Abstand von dem entsj&ohenden Ende dee nächsten zweiten Formteiles angeordnet ist, Vorrichtungen zum Bewegen der ersten Formteile relativ zu den zweiten Formteilen, um das lange Werkstück dazwischen festzuklemmen und darauffolgend dasselbe loszulassen» Vorrichtungen zum Einführen eines Kühlmittels in die ersten und zweiten Formteile zum Absohrecken des Werkstückes, und Vorrichtungen, um eine Längsbewegung zwischen dem Rahmen und den Formteilen •zu ermöglichen, um der Schrumpfbewegung des Werkstückes während des Abschreckens zu folgen*

6. Maschine gemäß Anspruch 5, bestehend aus einer Reihe von in Längsrichtung fluchtend angeordneten Rahmen, Vorrichtungen, um eine Längsbewegung der ersten Formteile in Bezug auf die Rahmen zu ermöglichen, um der Schrumpfbewegung des Werkstückes während des Abschreckens zu folgen, und von den letztgenannten Vorrichtungen getrennte Vorrichtungen, um eine Längsbewegung der zweiten Formteile in Bezug auf die Rahmen zu ermöglichen, um der Sohrumpfbewegung des Werkstükkes während des Abschreckens zu folgen.

7· Maschine zum Abschrecken, bestehend aus einem Rahmen, einer Reihe erster in Längsrichtung fluchtender Formteile, die im Abstand zueinander an dem Rahmen befestigt sind, einer Reihe zweiter fluchtender, beweglicher Formteile, die im Abstand zueinander an dem Rahmen befestigt sind und

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derart angeordnet Bind, defl gie mit den ersten Normteilen zusammenarbeiten können, um ein langes WerkstUok daawiaohen festzuklemmen» Vorrichtungen zum Binfiüen «Ines Kühlmittels in die Oberflächen der mit dem WerkstUok in Berührung stehende» formteile, um auf diese Weise das Werkstück abzueohreoken, Vorrichtungen, um eine Bewegung der ersten formteile in Längsrichtung zu ermöglichen, um den formteil·» nt erlauben, der Sohrumpfbewegung des WerkstUokes während des Absohreokens zu folgen, Vorrichtungen, um jedes der zweiten Formteile um eine Achse, die im allgemeinen senkrecht zu des Abmessungen der Vorrichtung in Längsrichtung verläuft» dreh» bar zu befestigen, um auf diese Weise eine Drehbewegung eines jeden zweiten Formt eil β β in einer Längsrichtung zu ermöglichen und das formteil in die Lage zu versetzen, die festklemmende Verbindung mit dem Werkstüok aufrecht zu erhalten und der Schrumpfung dee Werkstückes während des Absohreokvorganges zu folgen.

8« Hasohine gemäß Anspruch 7, bestehend aus Vorrichtungen, um jedes der zweiten formteile über die Drehverbindung in einer Riohtung fort von der Mittellinie der Vorrichtung vorzuspannen, um auf diese Weise dem Formteil zu ermöglichen, sich durch eine tote Stellung in Riohtung auf die Mittellinie der Vorrichtung während des Sohrumpfens des Werkstückes zu bewegen.

9· Maschine zum Abschrecken, bestehend aus einem

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Rahmen, einer Eeihe erster fluchtend angeordneter Formteile, die an dem Rahmen "befestigt sind, einer Reihe zweiter fluchtend angeordneter Formteile, die derart angeordnet sind, daß sie mit den ersten Formteilen zusammenarbeiten können, um ein Werkstück dazwischen festzuklemmen, Vorrichtungen zum Einführen eines Kühlmittels in die Oberflächen der mit dem Werkstück in Berührung stehenden Formteile, um das Werkstück abzuschrecken, Vorrichtungen, um eine Bewegung der beiden ersten und zweiten Formteile in Längsrichtung und seitlich in Bezug auf den Rahmen zu bewirken, um den Formteilen zu ermöglichen, mit dem Werkstück in festklemmender Verbindung zu bleiben und der Schrumpfung des Werkstückes in Längsrichtung und zur Seite während des Abschreckvorganges zu folgen,

und Vorrichtungen, um jeden der ersten Formteile in eine vorherbestimmte Ausgangsstellung vorzuspannen, wobei die Enden der ersten Formteile im Abstand voneinander angeordnet und die Zwischenräume vom Mittelpunkt der Reihe der Formteile zu den Enden der Reihe der Formteile progressiv anwachsen.

10. Maschine zum Geraderichten in warmem Zustand und Abschrecken eines U-Trägers aus Stahl mit einem Steg und einem Paar Flanschen, bestehend aus einem Rahmen, einer sich in Längsrichtung erstreckenden Reihe von Formen, die von dem Rahmen getragen werden, wobei jede der Formen aus einem Matrizenteil, der den U-Träger aufnehmen kann und eine bewegliche Seitenwand aufweist, und einem in Längsrichtung

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gespaltenen Patrizenteil, der mit dem Matrizenteil zusammenarbeiten kann und einen beweglichen Teil aufweist, der derart angeordnet ist, daß er sich zur Seite gegen die inneren Oberflächen der Flansche des U-Trägers ausdehnen und den U-Träger zwischen diesen Matrizen- und Patrizenteil halten kann, besteht, einer von dem Rahmen getragenen Antriebsvorrichtung, die die bewegliche Seitenwand eines jeden Matrizenteiles bewegen kann, um den U-Träger in dem Matrizenteil festzuklemmen, einer zweiten Antriebsvorrichtung, die von dem Eahmen getragen wird und mit jedem Patrizenteil verbunden ist, um die Patrize gleichzeitig in Richtung auf und fort von der Matrize zu bewegen, einer dritten von dem Rahmen getragenen Antriebsvorrichtung, die mit dem Patrizenteil verbunden ist, um die beweglichen Teile des Patrizenteiles seitwärts zu bewegen, um an die inneren Oberflächen der Flansche des U-Trägers anzugreifen, und einer Kühlvorrichtung, die direkt mit den Oberflächen der Formteile, die mit

sind, in Verbindung
dem U-Träger in Berührung/stehen, um eine schnelle Abschrekkung des U-Trägers zu erreichen.

11. Maschine zum Formabschrecken eines Werkstückes, bestehend aus einem Rahmen, einer Vielzahl von beweglich auf dem Rahmen aufgebauten Formschuhen, einer Vielzahl von fluchtend im Abstand zueinander angeordneten Matrizen, die den U-Träger aufnehmen können und wobei jede Matrize eine feste Seitenwand und einen Unterteil aufweist, die an dem Formschuh

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"befestigt sind, und eine bewegliche Seitenwand aufweist, die. mit dem Formschuh verbunden und für eine Bewegung in Richtung auf und fort von der festen Seitenwand- aufgebaut ist, Antriebsvorrichtungen, die im Betrieb mit der beweglichen Seitenwand verbunden sind, um die bewegliche Seitenwand mit dem Werkstück in Berührung zu bringen, um das Werkstück zwischen den Seitenwänden der Matrize festzuklemmen und das Werkstück geradezurichten, einer Vielzahl von fluchtend im Abstand zueinander angeordneten Patrizen, die mit den Matrizen zusammenarbeiten können, wobei jede Patrize aus einem seitwärts ausdehnbaren Teil besteht, einer Vorrichtung zum Ausdehnen der seitwärts ausdehnbaren Teile einer jeden Patrize, um das Werkstück zwischen der Patrize und der Matrize festzuklemmen, Vorrichtungen zum Einführen eines Kühlmittels in die Patrizen und Matrizen, um das Werkstück schnell abzuschrecken, und Vorrichtungen, die im Betrieb die Patrizen und Matrizen mit dem Rahmen verbinden, um eine Bewegung der Patrizen und Matrizen in Längsrichtung zu bewirken, um der Verschiebung des Werkstückes in Längsrichtung während des Abschreckens zu folgen.

12. Maschine nach Anspruch 11, bestehend aus Vorrichtungen, die im Betrieb mit der beweglichen Seitenwand verbunden sind, um diese bewegliche Seitenwand gegen die feste Seitenwand während des Abschreckens zu drücken, um das Werkstück zwischen den Seitenwänden der Matrize ununterbrochen

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festzuklemmen und um der seitlichen Schrumpfung des Werkstückes während des Absehreckens zu folgen.

13. Maschine nach Anspruoh 11, "bestehend aus einer Lehre zum vorherigen Einstellen des At et and θ β zwischen benachbarten Formteilen, wobei der Abstand zwischen den Formteilen von der Mittellinie der Torriohtung zu den Enden progressiv wächst.

14. Maschine nach Anspruch 11, in der die im Betrieb mit der beweglichen Seitenwand verbundene Antriebsvorrichtung aus einem festen Zylinder, der an dem Formschuh befestigt ist, einem in dem festen Zylinder angeordneten Kolben, einer mit dem Kolben verbundenen und aus dem vorderen Ende des festen Zylinders herausragenden Kolbenstange, einem mit der beweglichen Seitenwand befestigten beweglichen Zylin-. der, der zwischen der beweglichen Seitenwand und dem festen Zylinder angeordnet ist und sich in Bezug auf den festen Zylinder bewegen kann, einem zweiten Kolben in dem beweglichen Zylinder, wobei die erste Kolbenstange sich durch das hintere Ende· des beweglichen Zylinders erstreckt und an den zweiten Kolben angreifen kann, einer zweiten Kolbenstange, die mit dem zweiten Zylinder verbunden ist und sich aus dem vorderen Ende des beweglichen Zylinders erstreckt und mit der beweglichen Seitenwand verbunden ist, Vorrichtungen zum Einführen einer Flüssigkeit in das hintere Ende des festen Zylinders, um auf diese Weise den ersten und den zweiten Kolben naoh

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vorne und entsprechend die Seitenwand in Berührung mit dem Werkstück zu bewegen, und Vorrichtungen zum Einführen einer Flüssigkeit in das vordere Ende des beweglichen Zylinders, um auf diese Weise den beweglichen Zylinder nach vorne in Bezug auf den zweiten Kolben vorzuspannen und der Seitenwand zu ermöglichen, der seitlichen Schrumpfung des Werkstückes während dee Abschreckens zu folgen, besteht.

15. Maschine nach Anspruch 11, bestehend aus Vorrichtungen, die in mindestens einer der Formen untergebracht sind, um das Werkstück nach dem Abschrecken auszuwerfen*

π 6/ Verfahren zum Geraderichten und Abschrecken eines langen Metallwerkstücke8, bestehend aus einem Erwärmen des Metallwerkstüokes auf ein· Temperatur gerade unterhalb der Iiiquidustemperatur, einem Einführen des Werkstückes in eine Reihe von in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordneten Formteilen, die das Werkstück festklemmen können, dem Bewegen der in Längsrichtung fluchtenden Formteile, um an das Werkstück anzugreifen und es geradezurichten, und unmittelbar danach dem Aussetzen aller Oberflächen des Werkstückes einem Kühlmittel, um das Werkstück schnell abzuschrekken und ein geradegerichtetes Werkstück zu erhalten, das eine im wesentlichen gleichförmige kristalline Mikrostruktur aufweist.

17· Verfahren nach Anspruch 16, bestehend aus einem darauffolgenden Wiedererwärmen des geradegerichteten

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Werkstückes auf eine Temperatur, die gerade hoch'genug ist, um die Elastizität des Werkstückes zu erhöhen.

18. Verfahren nach Anspruch 16, in dem das Werkstück aus einem Mittelmanganstahl besteht, die Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 788° bis 955⁰C erfolgt, die Formteile in Längsrichtung beweglich und seitwärts ausdehnbar sind und waffelartige Oberflächen aufweisen, wobei das Festklemmen in diese Formteile bei einer Temperatur von mindestens 788⁰C geschieht und das Kühlmittel eine ausreichende Eühlfähigkeit aufweist, um die Temperatur des Werkstückes innerhalb eines Zeitraumes von nicht mehr als 30 Sekunden auf eine Temperatur, die nicht höher als 482⁰C ist, herabzudrücken, um ein abgeschrecktes Werkstück zu erzeugen, das etwa 80 bis 100 $> Martensit-Mikrostruktur aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, in dem die chemische Zusammensetzung des Werkstückes aus Mittelmanganstahl 0,22 bis 0,30 # Kohlenstoff, 1,0 bis 1,35 $ Mangan, nicht mehr als 0,04 $ Phosphor, nicht mehr als 0,05 ^ Schwefel und als Rest Eisen enthält.

20. Verfahren zum Geraderichten und Abschrecken eines sohwach legierten Stahl-Werkstückes, bestehend aus einem ersten Einrichten einer Reihe von in Längsrichtung fluchtenden Formteilen in eine Reihe vorherbestimmter Stellungen ' in Beiug auf den Mittelpunkt der Reihe der Formteile und der Anordnung der Formteile auf diese Weise mit progressiv vom

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Mittelpunkt anwachsenden Zwischenräumen, dem Festklemmen d«s Werkstückes in den Formteilen, während es sich auf einer Temperatur gerade unter der Liquidustemperatur "befindet, dem Geraderichten des Werksttickes, während es sich auf dieser erhöhten Temperatur "befindet, und dem im wesentlichen sofortigen Abschrecken des Werkstückes mit einem Eühlmittöl, wodurch das Werkstück schrumpft, während es ununterbrochen festgeklemmt ist und die Formteile folgen, um einen abgeschreckten Stahl mit wesentlich erhöhter Zugfestigkeit und Härte herzustellen.

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