DE2804873C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines metallischen Werkstückes - Google Patents

Description

— mehrere Richtwalzgerüste (7) unmittelbar vor und nach der Wärmebehandlungszone vorgesehen sind,

wobei jedes Richtwalzgerüst ein Paar aus einer oberen und unteren Klemmwalze und ein Paar aus einer linken und einer rechten Klemmwalze aufweist,

wobei mindestens eine der Klemmwalzen im mittleren Bereich ihrer peripheren Oberfläche eine periphere Nut (70) aufweist

Die Erfindung betrifft Methoden und Vorrichtungen zur Wärmebehandlung eines metallischen Werkstückes. Im besonderen betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit deren Hilfe ein einer Wärmebehandlung zu unterwerfendes metallisches Werkstück, z. B. ein Stahlrohr, mit konstanter Geschwindigkeit in seiner Längsrichtung gefördert wird, wodurch eine ungleichmäßige Wärmebehandlung verhindert und ein verbesserter Wirkungsgrad der Wärmebehandlung erzielt werden.

Wenn bisher ein langgestrecktes metallisches Werkstück, z. B. ein Stahlrohr mit großem Durchmesser, über seine gesamte Länge einer Wärmebehandlung unterworfen wurde, indem das Werkstück kontinuierlich durch eine relativ kurze Heizzone befördert wurde, ergriff man gewöhnlich folgende Maßnahmen: Das Werkstück wurde so weit wie möglich mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt, um eine ungleichmäßige Erwärmung der Teile des Werkstücks zu verhindern; wo das Erwärmen durch Induktionserwärmen erfolgte, was zur Gefahr einer unvollständigen Erwärmung der Enden des Werkstücks führte, wurde an jedem Ende entweder zuvor ein Blindkörper angebracht oder ein Längenübermaß vorgesehen, das nach der Wärmebehandlung abgeschnitten v/erden konnte; Richtwalzen wurden vorgesehen, mit deren Hilfe jegliche im Werkstück während der Wärmebehandlung erzeugten Verformungen beseitigt wurden.

Beispielsweise ist aus der DE-AS 23 14 077 eine Vorrichtung ?um Transportieren eines Rohres durch eine Wärmebehandlungseinrichtung bekannt, bei der das Rahr vorne und hinten von an einem Träger angeordneten Kopfteilen erfaßt und auf Rollen mittels eines Antriebs durch die Wännebehandlungseinrichtung geführt wird. Die Kopfteile sind jeweils mit einem ein- und ausfahrbaren Ausleger und einem an diesem angeordneten, konischen, auf den Innendurchmesser des Rohres einstellbaren Tragelement versehen. Das Roiir wird beim Betrieb durch eine Vorrichtung mit einer geregelten Geschwindigkeit durch die Wärmebehandlungseinrichtung geführt.

Insbesondere bei der Wärmebehandlung von z. B. Stahlrohren mit hohem Durchmesser mit einer Induktions-Heizspule ist es aufgrund der Tatsache, daß die Länge der Spule im Vergleich zur Länge des der Wärmebehandlung unterworfenen metallischen Werkstükkes extrem gering ist, unbedingt erforderlich, daß das metallische Werkstück stets mit konstanter Geschwindigkeit durch die Spule bewegt wird. Wenn die Geschwindigkeit des Transports des metallischen Werkstückes durch die Spule nämlich an verschiedenen Stellen des Werkstückes unterschiedlich ist, führt dies zu einer unterschiedlichen Heizdauer an den verschiedenen Stellen. Dies hat zur Folge, daß selbst dann, wenn die pro Zeiteinheit zugeführte Wärmemenge durch die elektrische Heizmethode (d.h. die Induktionserwär mung) konstant gehalten wird (selbst wenn die gleich mäßige Erwärmung des metallischen Werkstücks in einer auf die Transportrichtung des Werkstücks normalen Ebene erleichtert wird) das metallische Werkstück zeitlich nicht gleichmäßig erwärmt werden kann und daher die verschiedenen Teile des dem Heizprozeß unterworfenen Werkstücks auf verschiedene Temperaturen erwärmt werden, d. h, die Temperaturen dieser Teile nicht gleichmäßig sind. Natürlich verstärkt sich diese Tendenz mit einer Erhöhung der vorgegebenen Heiztempe- ratur der Spule.

Wenn ein der Wärmebehandlung ^unterwerfendes metallisches Werkstück lokal (in der Längs Achtung) auf unterschiedliche Heizbedingungen trifft, treten folgende Probleme auf. Erstens sind die resultierenden meeha- nischen Eigenschaften des wärmebehandelten Werkstücks nic]fet innerhalb des gesamten Werkstücks gleich. Zweitens wird durch die ungleichmäßige Erwärmung eine Formänderung verursacht Diese Erscheinungen treten bei einer Erhöhung der Heiztemperatur und bei einer verstärkten Ungleichmäßigkeit der Erwärmung aufgrund der unregelmäßigen Transportgeschwindigkeit des Werkstücks stärker in Erscheinung. Ferner werden diese Phänomene ausgeprägter, wenn die Kühlgeschwindigkeit beim Kühlvorgang im Anschluß an die Erwärmung gesteigert wird. Wenn das Werkstück somit auf eine relativ hohe Temperatur erwärmt und dann rasch abgekühlt wird, beispielsweise durch eine Abschreckbehandlung, werden die genannten Phänomene noch mehr verstärkt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein metallisches Werkstück mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Heizzone zu bewegen, so daß die gesamte Länge des Werkstückes bei der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit gleichmäßig der Wärmebehandlung un- terworfen wird, ohne daß das Werkstückerde mit einem

Blindkörper oder einem Längenübermaß ausgestattet

werden muß, der bzw. das nach der Wärmebehandlung entferntbzw.abgeschnittenwerdenmuß.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung

durch ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines metallischen Werkstücken, insbesondere eines Stahlrohres, durch Befördern des Werkstückes durch eine eine Heizeinrichtung und/oder Kühleinrichtung umfassende Wä.Tnejehandlungszone,

bei dem das Werkstück an seinem vorderen und hinteren Ende durch im wesentlichen horizontal beweglich angeordnete Haltevorrichtungen erfaßt wird,

wobei die eine Haltevorrichtung am Einlaßende und die andere am Auslaßende der Wärmebehandlungszone angeordnet ist,

und wobei die Haltevorrichtungen derart nichtgleitend angetrieben werden, daß das Werkstück mit geregelter Geschwindigkeit durch die Wärmebehandlungsvorrichtung befördert wird, und bei dem das Werkstück auf frei drehbaren Walzen getragen wird,

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das dadurch gekennzeichnet ist, mebehandlung eines metallischen Werkstücks wird somit das zu behandelnde Werkstück an seinem Vorder-

— daß das Werkstück durch als Haltevorrichtungen ende und seinem Hinterende durch zwei Förderwagen dienende Wagen erfaßt wird, erfaßt, welche am Einlaß- bzw. Auslaßende einer Wärwobei der in Bewegungsrichtung hinter dem Werk- 5 mebehandlungszone angeordnet sind, die eine Heizeinstück angeordnete Wagen nichtgleitend mit kon- richtung und/oder eine Kühleinrichtung umfaßt, wo· stanter Geschwindigkeit angetrieben und durch — während das Werkstück auf einer Mehrzahl der in Bewegungsrichtung vor dem Werkstück an- von frei drehbaren Walzen auflagert — einer der Wageordnete Wagen gebremst wird, und gen angetrieben wird und durch den anderen Wagen

— daß das Werkstück an seinem vorderen und hinte- io eine Brems- bzw. Hemmkraft ausgeübt wird, so daß das ren Ende jeweils von einem an dem betreffenden Werkstück durch die Förderwagen transportiert und Wagen angebrachten Blindkörper erfaßt wird, der Wärmebehandlung unterworfen wird. Das Werkwobei die Blindfcörper eine solche Länge besitzen, stück wird durch den Antriebswagen von hinten geschodaß das Werkstück vollkommen durch die Wärme- ben, während auf es eine Bremskraft durch den vordebehandlungs7.one hindurchgeführt werden kann. 15 ren Bremswagen ausgeübt wird. Ferner wird vorher an

jedem der Wagen ein Blindkörper angebracht. Die

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient gemäß der Blindkörper werden somit gegen die Enden des Werk-Erfindung eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung ei- Stücks gepreßt, so daß es überflüssig ist, daß man vorher nes metallischen Werkstückes, insbesondere eines auf jedes Ende des Werkstücks selbst einen Blindkörper Stahlrohres, 20 aufschweißt oder jedes Werkstückende mit einem Längenübermaß versieht und das betreffende Element nach

— mit einer eine Heizeinrichtung und/oder Kühlein- der Wärmebehandlung abschneidet und entfernt, richtung umfassenden Wärmebehandlungszone, Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lagern die die zwischen einer Einlaß- und einer Auslaßführung Förderwagen durch Räder auf den Schienen und fahren angeordnet ist, 25 auf diesen aufgrund der Umdrehung der Räder. Die

— mit zwei das Werkstück an seinem vorderen und getrennt an den Wägen montierten Bremsen werden hinteren Ende erfassenden, im wesentlichen hori- zur Bremsung direkt gegen die Schienen gepreßt. Die zontal beweglichen Haltevorrichtungen, Wagen werden vorzugsweise durch Zahnräder bzw. wobei die eine Haltevorrichtung am Einiaßende Ritzel angetrieben, welche in die längs den Schienen und die andere am Auslaßende der Wärmebehand- 30 angeordneten Zahnstangen eingreifen. Daher ist an jelungszone angeordnet ist, dem Wagen ein Antriebssystem montiert, welches Mound die Haltevorrichtungen mit einem nichtgleiten- toren und Zahnräder umfaßt Bei einer anderen Ausfühden Antrieb ausgestattet sind und rungsform der Erfindung, insbesondere im Falle eines

— mit das Werkstück tragenden, frei drehbaren Wal- kurzen Fahrweges der Wagen, kann der Wagen mit zen, 35 einer Zahnstange ausgestattet werden, die zum Eingriff

mit einem Zahnrad bzw. Ritzel ausgebildet ist, welches

die dadurch gekennzeichnet ist, durch einen als stationäre Einrichtung dienenden Motor

in Rotation versetzt wird, wodurch die Wägen bewegt

— daß Einlaß- und Auslaßführung ein Paar von Ein- werden. Dies hat den Vorteil, daß auf Einrichtungen, wie laßführungsschienen (12a', t2a")bzv/. ein Paar von 40 Starkstromkabel, Stromabnehmer und dergleichen, die Auslaßführungsschienen(126', 126")aufweisen, mit den Förderwägen verbunden werden müßten, verwobei die Einlaß- und Auslaßführungsschienen je- ziehtet werden kann.

weils von einem Träger (12a, Eingetragen werden Die vorgenannten Merkmale und Vorteile der Erfin-

und jeweils ein Paar von oberen und unteren Schie- dung sind aus der nachfolgenden, auf die Zeichnungen

nenoberflächen aufweisen, 45 Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Aus-

— daß ein Einlaßwagen (8) mit mehreren an den Ein- führungsform ersichtlich.

laßführungsschienen (12a' 12a'^ angebrachten Fig. la ist eine Seitenansicht einer eine erfindungsge-

Führungsrädern(13a,14a^vorgesehenist, mäße Ausführungsform umfassenden Wärmebehand-

zwischen welchen die Schienen (12a', 12a"^ an ihrer lungsstraße bzw. -anlage und zeigt die Heiz- und Kühloberen und unteren Seite geführt sind und so zone und die Einrichtung an ihrem Einiaßende.

wobei der Einlaßwagen (8) einen Antrieb ohne jeg- Fig. Ib ist eine entsprechende Seitenansich* wie

lichem Gleiten zwischen dem Einlaßwagen (8) und F i g. la (linksseitiger Anschluß an F i g. 1a), welche die

den Einlaßführungsschienen (12a', 126')aufweist, Heiz- und Kühlzone und die Einrichtung an deren Aus-

— daß ein Auslaßwagen (9) mit mehreren an den Aus- laßende .veranschaulicht

laßführungsschienen (126' 126'^ angebrachten 55 Fig.2 ist eine vergrößerte Draufsicht auf den in

Führungsrädern (136, \4b) vorgesehen ist, F i g. 1 gezeigten Einlaßwagen 8.

zwischen welchen die Schienen (126', I2b")an ihrer F i g. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie HI-UI von

oberen und unteren Seite geführt sind und F i g. 2.

wobei der Auslaßwagen (9) außerdem mehrere F i g. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie IV-IV von

Bremsen (2OW aufweist, die direkt gegen die Aus- 60 Fig.3.

laßführungsschienen (126', 126'^ gepreßt werden « F i g. 5 ist ein Querschnitt längs der Linie V-V von

können, und F i g. 3.

— daß der Einlaßwagen (8) und der Auslaßwagen (9) Fi g. 6 ist ein Querschnitt längs der Linie Vl-VI von jeweils einen Blindkörper (22a, 226^ mit einer der- F i g. 3.

artigen Länge aufweisen, daß dieser durch die War- 65 F i g. 7 ist eine vergrößerte Seitenansicht des in F i g. 1 mebehandlungszone hindurchreichen kann. gezeigten Ausiaßwagens 3.

Fig.8 ist ein Querschnitt längs der Linie VIII-VIH Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur War- von F i g. 7.

Fig.9 ist ein Querschnitt längs der Linie IX-IX von Fig.7.

Fig. 10 ist ein Querschnitt längs der Linie X-X von Fig.7.

F i g. 11 ist ein Querschnitt längs der Linie XI-XI von Fig. 8.

Fi g. 12 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt längs der LinieXI'-XIlvonFig. 1.

F i g. Ίΐη, und 13b sind Teilschnittansichten, welche die Art und Weise veranschaulichen, mit welcher ein Blindkörper an einem zu behandelnden Rohr ^gebracht wird.

F i g. 14 ist eine Draufsicht auf die Einlaßvorrichtung einer Wärmebehandlungsanlage, welche die Förderwagen gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform beinhaltet; und

F i g. 15 ist eine Seitenansicht der in F i g. 14 gezeigten Vorrichtung.

Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.

Die Fig. la und Ib zeigen ein langes, metallisches Werkstück 1, welches einer Wärmebehandlung unterworfen werden soll und beim dargestellten Beispiel die Form eines Stahlrohres mit großem Durchmesser aufweist. Die Induktionsheizspule 3 ist praktisch in horizontaler Stellung angeordnet. Die Kühleinrichtung 4 ist bei der dargestellten Ausführungsform eine derartige Einrichtung mit zwei Ringdüsen zum Abkühlen des Werkstücks von der Innen- und Außenseite. Die Induktionsheizspule 3 und die Kühleinrichtung 4 bilden eine Wärmebehandlungszone. Natürlich ist die Kühleinrichtung 4 nur für den Bedarfsfall vorgesehen, und es gibt Fälle, bei denen die Kühleinrichtung 4 nicht verwendet wird, obwohl sie in der Anlage enthalten ist. Wenn das Werkstück 1 einer Abschreckbehandlung unterworfen wird, wird aus den Düsen der Kühleinrichtung 4 ein Kühlmittel versprüht. Wenn das Werkstück 1 in diesem Faii ein rohrförmiges Gebilde darstellt, welches einer inneren oder doppelseitigen Abschreckung unterworfen werden soll, wird das Kühlmittel versprüht, indem man die Kühldüse in der dem Vorschub des Rohres entgegengesetzten Richtung in das Rohr einführt und das Kühlmittel gegen das Rohrinnere versprüht Das Kühlmittel muß daher aus dem vorderen Ende des Rohres ausfließen, weshalb die gesamte Behandlungsstraße schräg angeordnet ist, damit eine geeignete Neigung zur Grundlinie vorhanden ist (vgl. F i g. la und Ib). Dies war auch der Grund für das bei den herkömmlichen Methoden auftretende Gleiten bzw. Rutschen der Rohre. Die bekannten Methoden, welche mit einem Mechanismus arbeiten, der ein Rohr einfach mit Hilfe des durch die Haftkraft der das Rohr berührenden und stützenden Walzen erzeugten Antriebs befördert, haben daher den Nachteil, daß aufgrund der vorgenannten Neigung der Behandlungsstraße ein Gleiteffekt zwischen dem behandelten Rohr und den es tragenden Walzen bzw. Rollen eintritt, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit ungleichmäßiger wird. Bei der erfindungsgemäßen Fördermethode wird dagegen das Werkstück 1 sowohl am Einlaß- als auch am Auslaßendc der Behandlungsstraße durch je einen Förderwagen erfaßt, von denen einer durch einen nichtgleitenden Antriebsmechanismus, z. B. ein Zahnstangengetriebe, angetrieben wird, und das Werkstück wird mit der gewünschten Geschwindigkeit befördert, wobei der andere Wagen eine Brems- bzw. Verzögerungsfunktion erfüiit

Mit 6 werden Vorschubwalzen bezeichnet Gemäß der Erfindung werden die Walzen lediglich angetrieben, um das Werkstück in die Startposition für die Wärmebehandlung sowie nach Beendigung der Wärmebehandlung und für den ohne Behandlung erfolgenden Vorschub (wie für den Vorschub des Werkstücks durch die Wärmebehandlungszone während anderer Perioden als der Wärmebehandlungsperiode) zu befördern; während der Wärmebehandlungsperioden laufen die Walzen dagegen leer. Mit 7 werden Richtwalzgerüste bezeichnet, deren Walzen in ähnlicher Weise wie die Vorschubwalzen 6 arbeiten; d. h., diese Walzen werden lediglich für den ohne Behandlung erfolgenden Vorschub verwendet und laufen leer, wenn das Werkstück während der Wärmebehandlung einem Richten unterworfen wird. 8 und 9 bezeichnen den Einlaß- bzw. Auslaßwagen, welche erfindungswesentliche Merkmale darstellen. Beim Transport des Werkstücks 1 in die Wärmebehandlungszone zur Wärmebehandlung werden erfindungsgemäß — wie erwähnt — die Vorschubwalzen 6 und die Walzen der Richtwalzgerüste 7 nicht angetrieben, sondern drehen sich frei; ein Schienenmechanismus (nachstehend näher erläutert) ist vorgesehen, welcher sich geradlinig in der Einlaß- und Auslaßrichtung erstreckt, wobei die Wärmebehandlungszone zentral angeordnet ist. Durch den Zahnstangenantrieb mit Hilfe der am Einlaßwagen 8 angebrachten Zahnräder kann dann der Einlaßwagen 8 am Schienenmechanismus gefahren werden, während der Auslaßwagen 9 mit Bremsen ausgestattet ist, die zur ausreichenden Hemmung des Fördervorgangs dienen. Das Werkstück 1 wird auf diese Weise zur Beförderung zwischen den Wagen 8 und 9 erfaßt. Der Auslaßwagen 9 weist auch Zahnräder auf, so daß der Auslaßwagen 9 angetrieben wird und der Einlaßwagen 8 zum Bremsen eingerichtet ist, wenn das Werkstück 1 in der entgegengesetzten Richtung befördert wird. Am Einlaßwagen 8 und am Auslaßwagen 9 sind Blindrohre 10 bzw. 11 angebracht, welche zweckmäßig so ausgebildet sind, daß sie auf die Enden des Werkstücks 1 passen (vgl. Fig. 13a oder 13b). Wie Fig. 12 zeigt, sollen die Riehtwalzgerüste 7 vorzugsweise jeweils so ausgebildet sein, daß das Werkstück 1 von allen Seiten mit Hilfe der Kalibrierwalzen 7a, Tb, Tc und Td festgehalten werden kann, und daß die Walze Ta eine relativ große Nut bzw. Ausnehmung 70 aufweist (vgl. Fig. 12), welche den Teil des Werkstücks 1 berührt, der beispielsweise eine bei der Rohrherstellung gebildete vorspringende Schweißnaht aufweist.

Im folgenden sollen die Wagenantriebssysteme und die Wagen 8 und 9 anhand der Fig.2 bis 11 näher erläutert werden. In den genannten Figuren bezeichnen 12a und XIb ein Paar von parallelen Trägern, die geradlinig in der Auslaß- und Einlaßrichtung verlaufen, wobei die V.'ärmebehandlungszone dazwischen angeordnet ist. 12a', 126'bzw. 12a", 126"bezeichnen ein Paar von Einlaßfüiirungsschienen bzw. ein Paar von Auslaßführungsschienen, die fest an Ort und Stelle parallel zu den Trägern 12a und 126 montiert sind. Die Führungsschienen 12a", YIb' und 12a", 12Z>" sind an beiden Seiten der Wärmebehandlungszone angeordnet und erstrecken sich längs dieser Zone über eine Distanz, die dem erforderlichen Werkstückbeförderungsweg des Einlaß- und Auslaßwagens 8 bzw. 9 entspricht; diese Distanz erlaubt es, daß die Wagen 8 und 9 das Werkstück 1 in der Einlaß- oder Auslaßrichtung vollständig durch die zentral angeordnete Wärmebehandlungszone transportieren. Die Führungsschienen sind vorgesehen, um zu verhindern, daß die Wagen zum seitlichen Schwanken veranlaßt werden, wenn sie während des Erfassens und Beförderns des Werkstücks 1 durch unerwartete Stöße

erschauert werden. 13a, 136 bzw. 14a, 146 bezeichnen die an den Wagen 8 und 9 angebrachten Führungsräder, welche Ober die Oberfläche der Führungsschienen 12a' 126' und 12a", 126" rotieren, damit ein gleichmäßiges Fahren der Wagen gewährleistet ist 15a und 156 bezeichnen Zahnstangen, welche als eine Form des Wagenantriebs vorgesehen und so angeordnet sind, daß sie sich wie die vorgenannten Führungsschienen über die gesamte Distanz erstrecken; d. h, die Zahnstangen sind fest angebracht und erstrecken sich über eine Distanz, die dem Werkstückbeförderungsweg der Wagen 8 und 9 entspricht und dazu parallel verläuft In diesem Falle sind die Zahnstangen 15a an den mittleren Oberflächenbereichen der Führungsschienen 12a" angebracht und stehen von diesen vot (siehe F i g. 4), während die Zahnstangen 156 ebenfalls an den mittleren Oberflächenbereichen der Führungsschienen 126" montiert sind und von diesen vorstehen (siehe F i g. 8). Die Führungsräder 14a und 146 weisen jeweils eine durch eine vertiefte Ausbildung des mittleren Bereichs der äußeren Oberfläche gebildete Umfangsnut auf, die der Höhe der Zahnstangen 15a und 156 angepaßt ist Die Führungsräder 14a und 146 werden daher durch die Oberflächen der Führungsschienen 12a" und 126" und die entgegengesetzten Seiten der Zahnstangen 15a und 156 geführt, wodurch verhindert wird, daß die Wagen bei der Bewegung rollen. Die anderen Räder 13a und 136 sind an den Trägern so angebracht, daß sie die Schienen berühren, so daß sie die Schienen von der oberen und unteren Seite in Verbindung mit den Rädern 14a und 146 halten. Auf diese Weise kann das vertikale Anschlagen des fahrenden Wagens durch die Führung der Schienen zwischen den Rädern 13a und 14a oder 136 und 146 verhindert werden. 16a und 166 bezeichnen Zahnräder, die an den Wagen 8 bzw. 9 angebracht und zum Eingriff in die Zahnstangen 15a und 156 ausgebildet sind, wodurch ein einheitliches Zahnstangengetriebe gebildet und die erforderlichen Antriebsmechanismen für die Wagen 8 und 9 geschaffen werden (F i g. 5 und 9).

Die Wagen 8 und 9 weisen außerdem Gleichstrommotoren 17a und 176, Wechselstrommotoren 18a und 186 sowie Untersetzungsgetriebe 19a und 196, welche für den selektiven A.'uchluß an den betreffenden Gleichstrom- bzw. Wechselstrommotor ausgebildet sind, auf (F i g. 2 und 6 bzw. F i g. 10 und 11). Die Zahnräder 16a und 166 werden durch diese Motoren über die Untersetzungsgetriebe 19a und 196 in Rotation versetzt (F i g. 5 bzw. F i g. 9). Ferner weisen die Wagen 8 und 9 hydraulische Bremsen 20a und 206 auf, deren Backen bzw. Schuhe so ausgebildet sind, daß sie direkt gegen die Schienen 12a' bzw. 126' gepreßt werden können (F i g. 5 bzw. F i g. 9). Die Bremsen fluchten vorzugsweise mit den Zahnrädern 16a bzw. 166.

In den F i g. 2 und 11 bezeichnen 21a und 216 elektromagnetische Kupplungsbremsen, die bei normalem Betrieb mit den Achsen der Gleichstrommotoren 17a bzw. 176 verbunden sind. An den Wagen 8 und 9 sind Blindrohr-Befestigungseinrichtungen 22a bzw. 226 angebracht (F i g. 3 und F i g. 7). Die in Verbindung mit den Fig. la, Ib, 13a und 13b beschriebenen Blindrohre sind fest an den unteren Teilen der Befestigungseinrichtungen 22a und 226 angebracht Die Träger 12a bzw. 126 werden durch Stützen 23a bzw. 236 getragen (F i g. 5 bis F i g. 8). Die Wagen-Antriebsmechanismen beschränken sich nicht auf die vorgenannten Zahnstangengetriebe; man kann auch verschiedene andere Antriebsmechanismen mit Ausnahme der Haft- bzw. KontaktaRtriebe aufgrund der Rotation von Rädern, beispielsweise Förder- schneclcenmechanismen, Kettenzahnradantriebe oder Drahtseilzugtriebe, anwenden. Auch bei Verwendung eines Zahnstangengetriebes kann dieses intimgekehrter Weise als gemäß F i g. 2 und 11 angeordnet werden; d. h.

man kann die Zahnstange am Wagen anbringen, so daß dieser durch die Rotation der fest an den Träger montierten Zahnräder angetrieben wird. Wie in den Fig. 14 und 15 als beispielhafte Form einer Einlaßeinrichtung für die Induktionsheizspule 3 gezeigt wird, kann man

to z. B. eine Zahnstange 15' zentral an der unteren Oberfläche eines Wagens 8' anbringen und ein zum Eingriff in die Zahnstange 15' ausgebildetes Zahnrad 16', einen Motor 17' und ein Untersetzungsgetriebe 19' für den Antrieb des Zahnrades 16' fest über einen Sockel 24 an den Träger 12a anbringen.

An der in den Fig. la und Ib und den F i g. 2 bis 11 dargestellten Ausführungsform soll nun der Abschrec"-.-prozeß an einem Fall erläutert werden, bei dem das Werkstück 1 durch die Wärmebehandlungszone vom ü- 20 EiiiiäDciiuc zürn Aüsiäßciiuc befördert wird. Wenn das Werkstück 1 vom Auslaßwagen 9 und Einlaßwagen 8 durch geeignete Vorrichtungen erfaßt wird, beispielsweise durch Einpassen des Werkstücks 1 in die betreffenden Enden der Blindrohre U und 10 der Wagen 9 und 8 in der aus Fig. 13a und 13b ersichtlichen Weise, werden die Bremsen 206 des Auslaßwagens 9 zur Verhinderung eines Davonrollens betätigt, und der Einiaßwagen 8 wird mit Hilfe des vorgenannten Zahnstangengetriebes mit der gewünschten Geschwindigkeit be- wegt Auf diese Weise wird das Werkstück 1 bei leerlaufenden Vorschubwalzen 6 und Richtwalzgerüsten 7 zur linken Seite gemäß Fig.la und Ib befördert Dieser Vorschub setzt sich fort, bis sich das Rohrende des Werkstücks 1 über die Wärmebehandlungszone hinaus bewegt, wodurch die Abschreckbehandlung durch die Induktionsheizspule 3 und die Kühleinrichtung 4 abgeschlossen wird. In diesem Falle erstreckt sich das Blindrohr 1! des Auslaßwagens 9 im anfänglichen Zustand durch die Induktionsheizspule 3, so daß sich sein Vor derends durch den Spuleneinlaß erstreckt Wenn sich das Werkstück 1 über die Wärmebehandlungszone hinausbewegt und somit in die Schlußphase eintritt, erstreckt sich das Blindrohr 10 des Einlaßwagens 8 durch die Induktionsheizspule 3 und die Kühleinrichtung 4, so daß sich sein Vorderende durch den Auslaß der Kühleinrichtung 4 erstreckt

Die Beförderung des auf diese Weise abgeschreckten Werkstücks 1 in der umgekehrten Richtung vom Auslaßende zum Einlaßende und die Anlaßbehandlung fin- den in folgender Weise statt: Im Gegensatz zum vorgenannten Abschreckprozeß werden die Bremsen 20a des Einlaßwagens 8 zur Verhinderung eines Davonrollens betätigt, und der Auslaßwagen 9 wird durch den Wagenantriebsmechanismus mit der gewünschten Ge- schwindigkeit bewegt Bei leerlaufenden Vorschubwalzen 6 und Walzen der Richtwalzgerüste 7 wird das Werkstück 1 nach rechts gemäß Fi g. la und Ib befördert Dieser Transport wird so lange fortgesetzt, bis sich das Rohrende des Werkstücks 1 über die Wärmebe handlungszone hinaus bewegt, wodurch das Anlassen des Werkstücks 1 durch die Induktionsheizspule 3 abgeschlossen wird.

Erfindungsgemäß ermöglicht die Tatsache, daß die Wagen 8 und 9 mit Hilfe des nichtgleitenden Wagenan triebs (wie Zahnstangengetriebe, Kettenantriebe oder Winden) mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden, die Hin- und Herbewegung der Wagen 8 und 9 durch einfache Änderung der Verbindungen der Kupp-

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: lungen. E3 besteht ferner keine Gefahr eines zu weiten ; Fahrens bzw. eines Davonrollens, da das Werkstück unv; ter Betätigung der an einem der Wagen angebrachten .; Gemsen befördert wird. Da ferner einige Kalibrierwal- ::· -zen der Richtwalzgerüste 7 mit den zentral ausgebilde- s Ii; ten Nuten 70 versehen sind, besteht keine Gefahr einer β schlechten Ausrichtung des Rohres aufgrund eines Kon- y\ takts zwischen den Schweißnahtvorsprüngen an der (· Außenfläche des Werkstücks 1 und den Kalibrierwalzen l'i und damit auch keine Gefahr einer ungleichmäßig be-(if wirkten Vorschubgeschwindigkeit Die Richtwalzgerüste 7 sind vorgesehen, damit das Werkstück 1, das durch die Auswirkung des Erwärmens oder des Erwärmens und Kühlens in der Längsrichtung und in den radialen Richtungen verfo-mt wird, unter den Leerlaufbedingun-,·.': gen ausgerichtet wird. Da das Werkstück 1 ferner für die Wärmebehandlung durch die Wagen 8 und 9 erfaßt ■,. und befördert wird und die Walzen der Vorschubwalzen _ 6 und der Richtwalzgerüste 7 ausschließlich für den oh-•Γ ne Behandlung erfolgenden Vorschub angetrieben wer-,■ den, und da sowohl die Abschreck- als auch die Anlaß-■: behandlung durch Bewegen des Werkstücks in beiden Γ Richtungen längs derselben Linie erfolgen können, ist es Ί in extremen Fällen nur erforderlich, daß der Einlaßwagen die Geschwindigkeit für das Abschrecken, der Auslaßwagen die Geschwindigkeit für das Anlassen und die Vorschubwalzen 6 sowie Richtwalzgerüste 7 die für den ohne Behandlung erfolgenden Vorschub geeigneten Geschwindigkeiten bestimmen, so daß lediglich die für die genannten Zwecke benötigtet! Vorrichtungen bereitgestellt zu werden brauchen. Wenn außerdem nur ,· die Abschreckbehandlung erforderlich ist oder wenn so-' wohl die Abschreck- als auch die Anlaßbehandlung durch wiederholtes Befördern des Werkstücks in einer ; Richtung anstatt durch Transport des Werkstücks in beiden Richtungen erfolgen, braucht man lediglich einen der Wagen mit einem Antrieb und den anderen -ι Wagen mit ein Davönröüen verhindernden Bremsen auszustatten, wodurch in jedem Falle der Vorrichtungsaufwand vereinfacht wird. Weiterhin kann aufgrund der I; Tatsache, daß die Wagen 8 und 9 mit den Blindkörpern 10 und 11 versehen werden und das Werkstück 1 für den Transport durch die Wärmebehandlungszone zwischen den Blindkörpern erfaßt wird, eine ungleichmäßige Erwärmung der Enden des Werkstücks 1 aufgrund einer nicht vollständigen Erwärmung verhindert werden, und auch das Hinunterbiegen der Werkstückenden läßt sich vermeiden. Da die Blindkörper 10 und 11 gegen das Werkstück 1 gepreßt werden, kann ferner das innere Kühlwasser des Werkstücks 1 (im Falle der Abschreckbehandlung) am Ausströmen und Verspritzen gehindert werden. Da das innere Kühlwasser in diesem Falle von einem am Hinterende der Auslaßendeinrichtung getragenen Auslegerdorn zugeführt wird, muß der Blindkörper 11 des Auslaßwagens 9 eine solche Querschnittsform aufweisen, daß er den Dorn freigibt und sein Träger in der Bewegungsrichtung des Blindkörpers 11 angeordnet ist

Als Heizeinrichtung eignet sich erfindungsgemäß auch z. B. ein Heizofen vom Gasbrenner-Typ, während die Kühleinrichtung mit Gebläseluft und/oder Wasserkühlung arbeiten kann.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmebehandlung eines metallischen Werkstückes, insbesondere eines Stahlrohres, durch Befördern des Werkstückes durch eine eine Heizeinrichtung und/oder Kühleinrichtung umfassende Wärmebehandlungszone,

— bei dem das Werkstück an seinem vorderen und hinteren Ende durch im wesentlichen horizontal beweglich angeordnete Haltevorrichtungen erfaßt wird,

wobei die eine Haltevorrichtung am Einlaßende und die andere am Auslaßende der Wärmebe- is handlungszone angeordnet ist, und wobei die Haltevorrichtungen derart nichtgleitend angetrieben werden, daß das Werkstück mit geregelter Geschwindigkeit durch die WärEs-jbehandlungsvorrichtung befördert wird, und

— bei dem das Werkstück auf frei drehbaren Walzen getragen wird,

dadurch gekennzeichnet,

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— daß das Werkstück durch als Haltevorrichtungen dienende Wagen erfaßt wird,

wobei der in Bewegungsrichtung hinter dem

Werkstück angeordnete Wagen nichtgleitend

mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und

der in Bewegungsrichtung vor dem Werkstück angeordnete Wagt.i gebremst wird, und

— daß das Werkstück an seinem vorderen und hinteren Ende jeweils von einem an dem betreffenden Wagen angebrachten Blindkörper erfaßt wird,

wobei die Blindkörper eine solche Länge besitzen, daß das Werkstück vollkommen durch die Wärmebehandlungszone hindurchgeführt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen mit Hilfe eines Zahnstan- gengetriebes angetrieben wird.

3. Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines metallischen Werkstückes, insbesondere eines Stahlrohres,

— mit einer eine Heizeinrichtung und/oder Kühleinrichtung umfassenden Wärmebehandlungszone, die zwischen einer Einlaß- und einer Auslaßführung angeordnet ist,

— mit zwei das Werkstück an seinem vorderen und hinteren Ende erfassenden, im wesentlichen horizontal beweglichen Haltevorrichtungen, wobei die eine Haltevorrichtung am Einlaßende und die andere am Auslaßende der Wärmebehandlungszone angeordnet ist, und die Haltevorrichtungen mit einem nichtgleitenden Antrieb ausgestattet sind und

— mit das Werkstück tragenden, frei drehbaren Walzen,

dadurch gekennzeichnet,

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Einlaßführungsschienen (12a', 12a"^ bzw. ein

Paar von Auslaßführungsschienen (126', 12Ζ>"^

aufweisen,

wobei die Einlaß- und Auslaßführungsschienen jeweils von einem Träger (12a, i2b) getragen werden und jeweils ein Paar von oberen und unteren Schienenoberflächen aufweisen,

— daß ein Einlaßwagen (8) mit mehreren an den Einlaßführungsschienen (12a', \2a") angebrachten Führungsrädern (13a, Ha) vorgesehen ist, zwischen welchen die Schienen (12a', YIa") an ihrer oberen und unteren Seite geführt sind und wobei der Einlaßwagen (8) einen Antrieb ohne jeglichem Gleiten zwischen dem Einlaßwagen

(8) und den Einlaßführungsschienen (12a', YIb') aufweist,

— daß ein Auslaßwagen (9) mit mehreren an den Auslaßführungsschienen (126', YIb") angebrachten Führungsrädern (13ft, 14ZjJ vorgesehen ist,

zwischen welchen die Schienen (12A'. YIb") an ihrer oberen und unteren Seite geführt sind und wobei der Auslaßwagen (9) außerdem mehrere Bremsen (20b) aufweist, die direkt gegen die Auslaßführungsschienen (12Zj' 126"; gepreßt werden können, und

— daß der Eteiaßwagen (8) und der Auslaßwagen

(9) jeweils einen Blindkörper (22a, 22b) mit einer derartigen Länge aufweisen, daß dieser durch die Wärmebehandlungszone hindurchreichen kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Zahnstangengetriebe ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb

— ein Paar von an den Eipl-ißführungsschienen (12a', 12a") angebrachten Zahnstangen (XSa),

— ein Paar von am Einlaßwagen (8) angebrachten und zum Eingriff in die Zahnstangen (15aJ ausgebildeten Zahnrädern (16a,) sowie

— mehrere Motoren (17a, 18aJ und ein Untersetzungsgetriebe (19aj, welche am Einlaßwagen (8) zum Antrieb der Zahnräder (16aJ montiert sind,

aufweist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zahnstangen (15a)

rungsschienen (12a', 12a'9 angebracht sind und von dieser vorstehen,

wodurch die Seiten der Zahnstangen (\5a) stützende Oberflächen gegen das seitliche Rollen des Einlaßwagens (8) bereitstellen,

wobei die Räder (13a) des Einlaßwagens (8) jeweils im Mittelbereich des Außenumfangs eine periphere Nut aufweisen, die zur Aufnahme der Zahnstange (12a'Jausreicht,

wodurch die stützenden Oberflächen zwischen den Innenseiten der peripheren Nut gehalten werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Werkstückes (1) in entgegengesetzter Richtung

— daß Einlaß- und Auslaßführung ein Paar von — der Einlaßwagen (8) eine ähnliche Bremse (2OaJ

wie die Bremse (2O£^ aufweist, und

— der Auslaßwagen (9) einen ähnlichen Antrieb wie den genannten Antrieb für den Einlaßwagen (8) besitzt

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß