DE1758317C2 - Wellenhärte- und Richtvorrichtung und Verfahren zum Härten und Richten von Werkstücken - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wellenhärte- und Richt-

vorrichtung, bei welcher das zu bearbeitende Werkstück zwischen zwei Reitstöcke eingespannt und in Umdrehung versetzt wird und zwischen den Reitstöcken im Abstand voneinander mehrere auf das Werkstück einwirkende Richteinheiten vorgesehen«ind

Es sind schon Richtvorrichtungen bekanntgeworden, bei welchen das Werkstück, beispielsweise eine Welle, innerhalb von Walzen oder Rollen ausgerichtet wird. Ferner sind Härteeinrichtungen bekanntgeworden, bei welchen die Werkstücke einzeln oder in Serie erhitzt und kontinuierlich oder im Arbeitstakt einem ölhärtebad zugeführt werd n.

Eine solche bekannte Vorrichtung weist einen dreieckförmigen Trägerkörper auf, auf dem jeweils um 120° gegeneinander versetzt parallel zur Trägerkörperachse jeweils zwei einander gegenüberstehende Pinolen angeordnet sind, zwischen denen das Werkstück eingespannt wird. Bei der Umdrehung des Trägerkörpers befindet sich das Werkstück nacheinander in einer Spann-, Heiz- und Abschreckposition. Mittig zwischen den jeweiligen Pinolenpaaren ist ein Richtrollenpaar angeordnet, das sich während des gesamten Härtevorganges im Eingriff befindet Da entsprechende Gegenlager fehlen, ist ein Durchwalken des Werkstückes somit nicht möglich. Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Mahlstangen (US-PS 32 55 053), die ebenfalls beim Härten einem Richtvorgang unterzogen werden, erfolgt das Härten in der Weise, daß die Stange zwischen drei schräggestellten, in einer Ebene befindlichen Rollen hindurchgeführt wird, wodurch gleichzeitig ein Transport der Stange in ihrer Längsachse und ein Richten ermöglicht wird, jedoch keine Durchbiegung erzeugt wird.

Es sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermeiden des Verziehens von Wellen oder dergleichen stabförmigen Körpern beim Induktionshärten, insbesondere von mehrfach gekröpften Kurbelwellen, bekanntgeworden. Das vorbekannte Verfahren und die zur Durchführung desselben angegebene Vorrichtung beziehen sich ausschließlich auf induktive Härtung, wobei zum Vermeiden des Verziehens der Werkstücke eine fluchtgleiche Abstützung als ausreichend angesehen wird. Dabei wird das Verfahren in einem horizontalen Arbeitstakt durchgeführt, wobei die

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,Vbschreckung mittels Spritzdüsen erfolgt und das 'Werkstück nicht nach der Erwärmung in ein Kühlmedi- *um eingetaucht wird.

Die vorliegende Erfindung hat »Λ zur Aufgabe gestellt, demgegenüber eine kombinierte WeJlenhärte- und Richtvorrichtung zu schaffen, die nach dem Trommelprinzip arbeitet und bei welcher im Arbeitstakt bereits erhitzte Werkstücke oder Werkstücke ausgerichtet und a&schfießendgehärte^ wenden.

Außerdem bietet die Vorrichtung den-Vorteil, daß gleichzeitig drei verschiedene Werkstücke aufgenommen «too; geriehtet-werden können.

Zur Verbesserung der Handhabung -ist die Be- end Entladestation um 15° nach vorne geneigt, wodurch außerdem die Strömung des Härtemediums und der Kühleffekt in den Härtezonen «roebtich verbessert wird. -* »

Der Antrieb des HrSgers kann für die Teilbewegnn-

ZurLösungdergestelltenAufgabegehtdieErfiadung io gen im Arbehstaktuber einen Getriebemotor und einen von einer Wellenhärte- und Richtvorrichtung ans, bei welcher das zu bearbeitende Werkstück zwischen zwei Reitstöcken eingespannt und in Umdrehung versetzt

wird. Zwischen den Reitstöcken sind im Abstand Kettenantrieb, periodisch über drei Nocken gesteuert, erfolgen. Femer kann der gleichzeitige Antrieb der sechs Reitstöcke, von denen drei hydraulisch zugestellt wertlen, über einen weiteren Getriebemotor und einen

voneinander mehrere auf das Werkstück einwirkende 15 besonderen Kettenantrieb erfolgen, wobei die beiden

Ricirteinheiten vorgesehen, wobei im Bereich eines Behälters für das Härtemedium ein in Umdrehung versetzbarer, dreieckförmiger Trägerkörper mit drei um 120° gegeneinander versetzten, zur Trägerkörperachse parallelen Tangentiaiflächen in zwei Lagern angeordnet sind. Auf diesen Rächen ist je ein Untersatz befestigt, der jeweils zwei Reitstöcke trägt Erfindungsgemäß bestehen die Richteinheiten, die zwischen je zwei einander gegenüberliegenden, beiderseits angetriebenen Reitstöcken angeordnet sind, aus jeweils drei im Dreieck zueinander angeordneten, das Werkstück zwischen sich aufnehmenden Richtrollen, deren Achsen parallel /ur Werkstückachse verlaufen und von d_iien die oberen Richtrollen gegen das bereits erhitzte Werkstück zustellbar und die unteren Richtrollen oder die seitlichen Reitstöcke automatisch zum Zwecke des Durchwalkens des Werkstücks während des Betriebes höhenverstellbar sind

Der Aufbau der Vorrichtung ist verhältnismäßig einfach. Sie ist ohne besondere Präzisionswerkzeugma- js schine herstellbar und enthält keine komplizierten Bauteile. Durch die universelle Einstellbarkeit der Arbeitsebenen können bei kleineren Stückzahlen die drei Ebenen getrennt für drei verschiedene Werkstücke Kettenantriebe zweckmäßigerweise ineinander in einem Lager des Trägers Gegen.

Bei den aus je drei im Dreieck zueinander angeordneten, das Werkstück zwischen sich aufnehmenden Richtrollen bestehenden Richteinheiten können zweckmäßigerweise die oberen Richtrollen über Kniehebel mit hydraulisch beaufschlagten Zylindern in Verbindung stehen und bis zum Ansprechen darüber angeordneter Federpakete zugestellt werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung soll an Hand der Zeichnungen am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform zusammen mit ihrer Funktion näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt eine Frontansicht mit Teilaufriß;

F i g. 2 zeigt eine Ansicht von Schnitten A-A, ß-ßund C-CgemäßFig. 1:

Fig.3 zeigt eine Ansicht X gemäß Fig. 1 in geöffneter Stellung.

In einem Behälter 100 mit einer ölzuführung 101/5 und einem ölablauf 101/7 sind zwei Lager 285 und 275 vorgesehen, in welchem der Träger 201 drehbar gelagert ist Der Träger weist drei dreieckförmig zueinander verlaufende Flächen auf. auf welchen drei Untersätze 202 befestigt sind. Diese Untersätze können

und bei größeren Stückzahlen alle drei Ebenen für ein ₄₀ vom Träger Ά1 mittels Hammerkopf schrauben und

gleiches Werkstück eingerichtet werden.

Durch die besondere Ausbildung der Richteinheiten ergibt sich eine Dreipunktlagerung, die für die Härtung und Richtung der Werkstücke von besonderer Bedeutung ist.

Durch die beiden angetriebenen Reitstöcke wird vermieden, daß während der Durchführung des Richtverfahrens eine Torsionsverdrehung beim erwärmten Werkstück auftritt

Ferner wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der große Vorteil erreicht, daß während des Ausrichtens, d. h. während der Umdrehung des Werkstücks, die oben befindliche Station in das Kühlmedium eingeschwenkt werden kann. Dadurch tritt uie Abkühlung hydraulischer Schnellkupplungen in wenigen Minuten gelöst und damit ausgewechselt werden. Auf den Untersäuen 202 sind jeweils an beiden Enden Reitstöcke 301 vorgesehen, von denen beispielsweise die auf der rechten Seite dargestellten Reitstöcke 301 hydraulisch zugestellt werden können und zwischen welchen jeweils ein Werkstück eingespannt wird. Die Reitstöcke 301 werden mittels eines nicht dargestellten Getriebemotors über ein Kettengetriebe angetrieben. Der Kettentrieb für die Reitstöcke treibt über das einfache Kettenrad 247 und das Dreifachkettenrad 246 jeweils eine Härte- und Ausrichtstation an, wobei der Antrieb vom Dreifachkettenrad 246 auf die einzelnen Kettenräder 245 erfolgt. Der Antrieb erfolgt kontinuier-

und Abschreckung bei laufender Umdrehung des 55 hch und ist in der dargestellten Form besonders einfach.

Werkstücks während des Ausrichtvorganges ein. Wenn nach dem aufeinanderfolgenden Arbeitstakt die erste Station wieder aus dem Kühlmedium auftaucht, ist das Werkstück ausgerichtet und gehärtet, und in dieselbe Station kann ein neues, zuvor erwärmtes Werkstück 60 auf den Träger 201. Dieser Antrieb erfolgt periodisch

robust und preisgünstig.

Der Antrieb des Trägers für die Teilbewegung im Arbeitstakt erfolgt mittels eines weiteren Cetriebemoüber das Kettenrad 111 und zwei Flansche direkt

eingesetzt werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist ferner den großen Vorteil auf, daß bei gleichbleibender Kühlzeit die Taktzeit halbiert wird, da eine der drei und wird über drei Nocken gesteuert.

Zusammen mit den zwei Antrieben, die auf der Antriebswelle 215 sitzen, bildet die gesamte Lagerung mit den Flanschbuchsen, dem Lagerring, dem Lageri

Werkstückaufnahmen immer in Ladestellung steht. Die 65 flansch und der Antriebswelle ein harmonisches Ganzes.

Schwenkbewegung der Trommel bewirkt ein schnelles und gleichmäßiges Eintauchen der Werkstücke in das ftd und vermeidet eine Entzündung der öldämpfe.

Diese Baugruppe hat außerdem den Vorteil, daß Verschleißteile, wie Lager, Kettenräder, Simmeringe u. dgl., leicht ausgewechselt werden können, ohne daß

der relativ schwere Träger 201 von einem Befestigungsflansch demontiert werden muß. Diese Art der Ausführungsform gestattet auch ein einwandfreies Ausrichten des Trägers und der gesamten Vorrichtung.

Zwischen jeweils zwei einander sich gegenüberstehenden Reitstöcken 301 ist eine Richteinrichtung vorgesehen,' die aus drei im: Dreieck zueinander angeordneten, das Werkstück zwischen sich aufnehmenden RichtroHen 415,416 und 417 besteht Die obere Richtrolle 417 ist über ein Kniehebelgelenk 422,424 mit einem Hydraulikzylinder 408 verbunden. Mittels hydraulischer Folgesteuerung werden nach Mitnahme des Werkstücks zwischen den Reitstöcken 301 die oberen Rollen 417 bis zum Ansprechen der zuvor eingestellten Federpakete 480 gegen das Werkstück zugestellt Durch diese Art des Aufbaus ist eine besonders niedrige Bauhöhe möglich, die erforderlich ist, damit das Ganze um die Mittelachse des Trägers 201 geschwenkt werden kann und trotzdem die Arbeitshöhe der Vorrichtung von etwa 1200 mm nicht überschreitet *>

Die Hydraulik-Ölzufühning geschieht am rechts dargestellten Lager 275 für alle drei auf der rechten Seite dargestellten zustellenden Reitstöcke und alle jeweils im Einsatz befindliche Richteinrichtungen. Die ölzufuhr erfolgt dabei über eine feststehende ölzuführung 222 in die mitlaufende, mit dem Lagerkörper 216 verbundene ölzuführung 221 und von hier aus über festverlegte Leitungen und flexible Schläuche zu den einzelnen Funktionsstellen. Der Aufbau des Lagers 275 erfolgt in ähnlicher Weise wie der Aufbau des Lagers 285.

Die hydraulischen Reitstockzustellungen werden je Härtestation getrennt über Magnetventile gesteuert Dabei wird sichergestellt, daß in den ersten beiden Härtestufen ein öffnen der Reitstöcke nicht möglich ist

Die Steuerung der Richtrollenzustellung 408 je Trommelebene erfolgt über ein Magnetventil für alle Richteinheiten gemeinsam. Die jeweils nicht im Einsatz befindlichen Richteinrichtungen werden mittels hydraulischer Schnellkupplung vom System getrennt und brauchen bezüglich der Steuerung nicht berücksichtigt zu werden.

Mit Beginn eines neuen Arbeitszyklus wird automatisch über die Länge der Unken geneigten Bordwand durch die Ölzuführungen 101/5 frisches Härtemedium zugeführt und nach entsprechender Erwärmung über die Abläufe 101/7 wieder entfernt Ober dem hinteren Teil des Behälters für das Härtemedium befindet sich noch eine Schutzkappe 102nnt einer Absaugung 103.

Die Punktion der WeBenhärte- and Rictorchtung gemäß der Erfindung ist dabei wie folgt.

Nach dem Einlegen der im Qfea oder

noch kalten induktiv zu erwärmenden Werkstücke in die an der Bedienungsseite liegende Härtestation wird das Startkommando gegeben. Danach folgen alle übrigen Operationen automatisch. Zuerst stellt der rechte Reitstock 301 zu, bis das eingelegte Werkstück zwischen den Reitstockspitzen zentriert und von den rotierenden Mitnehmern in Drehung versetzt ist. Alsdann gibt ein Druckschalter Kontakt und die Richtrollen 417 werden zugestellt und der Trommelkörper über das Kettenrad 111 mittels des Getriebemotors um 120° in die erste Kühlzone geschwenkt (Schnitt C-C in Fig.2). Mit dem Schwenken des Trommelkörpers gelangt das bisher in der ersten Kühlzone befindliche Werkstück in die zweite Kühlzone (Schnitt A-A in Fig. 2) und das inzwischen abgekühlte und gerichtete Werkstück aus der zweiten Kühlzone in die Be- und Entladestellung (Schnitt B-B in Fig.2). Nach der Schwenkoperation gehen nur in der Be- und Entladestellung die Richtrollen und die rechte Reitstockspitze in ihre Ausgangsstellungen zurück. Das Werkstück kommt zum Stillstand und wird entfernt, worauf ein neuer Zyklus beginnt

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht das Härten und Richten von bereits erhitzen Werkstücken nach einem vorangehenden Durchwalkvorgang dadurch, daß die beiden unteren RichtroHen 415 und 416 oder die seitlichen Reitstöcke 301 automatisch in ihrer Höhe verstellt werden können. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß am jeweiligen Hydraulikzylinder 408 eine weitere Hydrauliksteuerung vorgesehen ist, die auf die Achsen der beiden RichtroHen 415 und 416 einwirkt oder eine entsprechende Einrichtung für die Reitstöcke vorsieht Nach einem bestimmten Programm können dabei die Richtrollen 415 und 416 zunächst abgesenkt oder die Reitstöcke 301 verstellt werden, wobei das Werkstück in warmem Zustand durchgebogen , bzw. zunächst durchgewalkt wird, um alle Spannungen auszugleichen. Nach einer gewissen Zeit werden dann mittels der hydraulischen Steuerung die beiden RichtroHen 415 und 416 oder die Reitstöcke 301 wieder in ihre normale Lage zurückgeführt wodurch der Richtvorgang vollendet wird

Das mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung durchführbare Verfahren zum Richten von Werkstükken, wie Drehwerkstücke, Wellen od dgL besteht also darin, daß das erwärmte Werkstück zunächst in eine Richtung durchgebogen und durchgewalkt wird, so daß die Spannungen sich ausgleichen, und daß danach durch Rückstellen der unteren RkntroBen 415 and 416 oder der Reitstöcke 301 der eigentliche Richtvorgang vollendet wird

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   L WeHeawärte-und Riohtvorrichtung, bei welcher s zu bearheitende Werkstück zwischen zwei S Reitstöcke eingespannt und In Umdrehung versetzt wird unsfiwiißben den Reitstöcken im Abstand voneinander mehrere auf das Werkstück einwirkende Richtemteitenvorgesehea sind, wobei im Berpieh eines Behälters für das Härtemedium ein in Umdrehung versetzbarer, dreieckförmiger Trägerkörper mit drei um 120° gegeneinander versetzte, zur Trägetäcörperacbse parallele Tange^J-tialflgcheit m zwei Lagern angeordnet ist, auf ' welchen Flächen je ein Uet&jsatz befestigt ist, auf »5 welchem je zwei Reitstöcke vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen je zwei einander gegenüberliegenden, beiderseits angetriebenen Reitstöcken (301) im Abstand voneinander angeordneten Richteinheiten aus jeweils drei im Dreieck zueinander angeordneten, das Werkstück zwischen sich aufnehmenden Richtrollen (415, 416, 417) bestehen, deren Achsen parallel zur Werkstückachse verlaufen und von denen die oberen Richtroilen (417) gegen das bereits erhitzte Werkstück zustellbar und die unteren Richtrollen (415. 416) oder die seitlichen Reitstöcke (301) automatisch zum Zweck des Durchwalkens des Werkstückes während des Betriebes höhenverstellbar sind.
2. 2. Wellenhärte- und Richtvorrichtung räch Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der dreieckförmige Trägerkörper derart im Behälter (100) für das Härtemedium angeordnet ist, daß sich jeweils zwei Härtestationen im Härtemedium befinden, wobei sich eine Härtestation in einer ersten Kühlzone und die benachbarte Härtestation in einer zweiten Kühlzone im Härtemedium befindet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung der oberen Richtrollen (417) gegen das Werkstück über ein Kniehebelgelenk (424, 422) mit einem hydraulisch beaufschlagten Zylinder (408) erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet daß die Hydraulik-Ölzuführung für die drei hydraulisch zustellenden Reitstöcke (301) und zu den Zylindern (408) aller im Einsatz befindlichen Richteinrichtungen über eine feststehende ölzuführung (222) in die mitlaufende, mit dem Lagerkörper (216) verschraubte ölzufühmng (221) und von da aus mittels fest verlegter Leitungen und flexibler Schläuche zu den einzelnen Funktionsstellen erfolgt
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Richtrollenzustellungen gemeinsam über ein Magnetventil erfolgt.
6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Härtemediums über an der vorderen Bordwand des Behälters (100) angeordnete Zuläufe (101/5) und der Abfluß über an der hinteren Bordwpnd des Behälters (100) angeordnete Abläufe (101/7) erfolgt &5
7. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Richtrollen (415 und 416) oder the seitlichen Reitstöcke (3Ö1) in ihrer horizontalei Lage, vorzugsweise/durcfc eine Hydrauliksteuerung derart verstellbar sind, daß sie automatisch aus ihrei normalen Arbeitslage herausbewegt und automa tisch wieder Sn:ijDe normale Arbeitstage zurückbe wegt werden können.
8. 8. Verfahren zum Härten und Richten von bereit! erhitzten Werkstflcfcen mit einer Vorrichtung gemäf einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmt« Werkstück zunächst durch Absenken der unterer Richtrollen (415, 416) oder durch Anheben dei jsejtiiGhen Reitstöcke (301), vorzugsweise in Gegen richtung, durchgebogen und bei gleichzeitige! Umdrehung durchgewalkt wird, und daß danach die Rollen (415,416) bzw. die Reitstöcke (301) wieder a Ihre normale Ursprungslage automatisch zurückbewegt werden, worauf dann in dieser Lage dei eigentliche Ausrichtvorgang vollendet wird