DE3138274C2 - - Google Patents
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Härten
von Stahlrohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bekanntermaßen müssen Vorrichtungen zum Härten von Stahlrohren
durch Abkühlen bzw. Abschrecken den nachfolgenden
Anforderungen gerecht werden. In funktioneller Hinsicht
muß die Kühlkapazität ausreichend groß sein oder muß
eine ausreichend hohe Abkühlgeschwindigkeit für dickwandige
Stahlrohre sichergestellt sein und muß die Abkühlgeschwindigkeit
über die gesamte Länge der Stahlrohre
konstant sein, um die Ausbildung von ungehärteten
Stellen zu verhindern. Vom betrieblichen Gesichtspunkt
her sind geringe Anfangsinvestitionen und Betriebskosten,
leichte Wartung und leichte Anpassung an unterschiedliche
Durchmesser von Stahlrohren von Bedeutung.
Die bekannten Härtevorrichtungen können im allgemeinen
in zwei Gruppen unterteilt werden. Die eine Gruppe stellen
die sogenannten ringartigen Härtevorrichtungen dar,
bei denen eine Anzahl von Hochdruck-Einspritzdüsen rings
um ein Stahlrohr angeordnet ist, um ein flüssiges Kühlmittel,
wie beispielsweise Kühlwasser, unter Druck gegen
die Außenfläche des Stahlrohrs zu spritzen. Die andere
Gruppe stellen die sogenannten Eintauch-Härtevorrichtungen
dar, bei denen ein Stahlrohr ein ein flüssiges Kühlmittel,
wie beispielsweise Kühlwasser, in einem Kühlbehälter
eingeführt und untergetaucht wird. Die ringartigen
Härtevorrichtungen besitzen die Nachteile, daß die Kühlkapazität
im Vergleich zu den Eintauch-Härtevorrichtungen
geringer und die Innenfläche eines dickwandigen Stahlrohrs
einer verringerten Abkühlgeschwindigkeit ausgesetzt wird,
da im allgemeinen lediglich die Außenfläche mit Wasser
gekühlt wird. Um eine gesonderte Kühlung an der Innenfläche
eines Stahlrohrs zusätzlich zur Kühlung an der Außenseite
bei ringartigen Härtevorrichtungen zu gewährleisten,
ist versucht worden, einen mit einer Injektionsdüse versehenen
Kopf in das Stahlrohr einzuführen. Allerdings ist
dieses Verfahren schwierig auf Stahlrohre mit einem relativ
geringen Innendurchmesser anzuwenden. Da das Einführen
und das Entfernen des Düsenkopfs in und aus einem
Stahlrohr für jedes zu härtende Stahlrohr wiederholt werden
muß, begrenzt die für das Einführen und die Abnahme
des Kopfes erforderliche Zeit die Zunahme der Geschwindigkeit
des gesamten Durchsatzes während des aufeinanderfolgenden
Härtens einer Anzahl von Stahlrohren, woraus
eine begrenzte Durchsatzleistung resultiert.
Andererseits weisen die Eintauch-Härtevorrichtungen im
allgemeinen eine Einrichtung zur Zwangsverrührung eines
flüssigen Kühlmittels, wie etwa Kühlwasser, auf, um eine
forcierte Wasserströmung im Kühlbehälter zu erzeugen, da
eine Eigenkonvektion des Wassers lediglich in einer verringerten
Kühlkapazität resultiert. Wenn ein heißes Stahlrohr
in den Kühlbehälter eingeführt und im Kühlwasser
untergetaucht wird, führt der Wärmeübergang von der Stahlrohroberfläche
zur angrenzenden Kühlwasserschicht zu einem
Kochen des Kühlwassers, wodurch die Stahlrohroberfläche
mit einem Dampffilm bedeckt wird. In nachteilhafter Weise
führt die Ausbildung eines Dampffilms zu einer beträchtlichen
Verringerung der Wärmeübertragung zwischen dem
Stahlrohr und dem Kühlwasser oder zu einer verringerten
Abkühlgeschwindigkeit. Wenn sich der Dampffilm von der
Stahlrohroberfläche löst, wird wieder eine unmittelbare
Wärmeübertragung zwischen dem Stahlrohr und dem Kühlwasser
ermöglicht und die Konvektionskühlung beginnt. Falls
die Dispersion eines Dampffilms von der Stahlrohroberfläche
verzögert wird, wird die Abkühlgeschwindigkeit des
Stahlrohrs auf einen Wert unterhalb der kritischen Abkühlgeschwindigkeit
reduziert, welche für die martensitische
Umwandlung beim normalen Härten erforderlich ist,
wodurch keine wirksame Härtung erzielt wird. Somit ist
es für die Eintauch-Härtevorrichtungen kritisch, daß ein
auf der Stahlrohroberfläche ausgebildeter Dampffilm so
schnell als möglich entfernt wird, um die Kühlung durch
gewöhnliche Wärmeübertragung und Konvektion in Gang zu
setzen. Hierzu ist es erforderllich, die Stahlrohroberfläche
einem Kühlwasserstrom mit einer relativ hohen
Strömungsgeschwindigkeit auszusetzen. Ein derartiger
Hochgeschwindigkeits-Kühlwasserstrom kann in konventionellen
Eintauch-Härtevorrichtungen mittels eines in Fig. 20
dargestellten Aufbaus erzeugt werden. Gemäß Fig. 20 ist
ein Stahlrohr 2 in einen Kühlbehälter 1 gelegt. Eine Anzahl
von mit Abstand zueinander angeordneten Einspritzdüsen
3 sind rings um das Stahlrohr 2 derart angeordnet,
daß sie Kühlwasser unter hohem Druck tangential auf das
Stahlrohr 2 spritzen, um einen Rührstrom 4 zu erzeugen,
welcher längs der Außenfläche des Stahlrohrs 2 rings um
dieses strömt. In Kombination mit dem außenseitig des
Stahlrohrs 2 strömenden forcierten Rührstrom 4 wird innerhalb
des Stahlrohrs 2 ein in Längsrichtung strömender Wasserstrom
durch eine nicht dargestellte axiale Einspritzdüse
an einem Ende des Stahlrohrs erzeugt. Allerdings besitzen
derartige weiterentwickelte Eintauch-Härtevorrichtungen
eine Reihe von Problemen, insbesondere in Zusammenhang
mit der Einrichtung zur Erzeugung eines zwangsgerührten
Stromes.
Zur Erzeugung eines aufgerührten Stroms mit einer Strömungsgeschwindigkeit,
die ausreicht, eine wirksame Abschreckung
zu erzielen, wird die kinetische Energie eines
durch eine Injektionsdüse eingespritzten Strahlstroms auf
das statische Wasser im Kühlbehälter übertragen, um eine
Bewegung des statischen Wassers hervorzurufen. Wegen des
geringen energetischen Wirkungsgrads muß der Einspritzdruck
und die Strömungsgeschwindigkeit in unerwünschter
Weise gesteigert werden. Da eine Anzahl von Einspritzdüsen
in kleinen Intervallabständen in Längsrichtung eines
Stahlrohrs angeordnet werden müssen, um das Stahlrohr
gleichmäßig über seine gesamte Länge abzukühlen, wird
die Vorrichtung außerordentlich kompliziert und aufwendig.
Des weiteren neigen um ein Stahlrohr angeordnete Einspritzdüsen
dazu, durch Zunder, wie etwa Teilchen einer sich
von der Stahlrohroberfläche ablösenden Oxidschicht sowie
Ablagerungen aus dem Wasser, blockiert zu werden, was zur
Folge hat, daß die Kühlkapazität örtlich reduziert wird
und es zur Bildung von ungehärteten Stellen kommt. Für
eine wirksame Kühlung eines Stahlrohrs von seiner Außenseite
her durch Erzeugung eines in Umfangsrichtung strömenden
Wasserstroms längs der Außenfläche des Stahlrohrs
sollte die Breite einer Stütze zur Aufnahme des Stahlrohrs
im Kühlbehälter, insbesondere die Breite einer Stütze in
Längsrichtung des Stahlrohrs ausreichend klein sein, um
den Widerstand zur Ringströmung durch die Stütze zu verringern.
Mit einer reduzierten Breite der Stütze erfährt
das Stahlrohr eine erhöhte Stoßbeanspruchung, wenn es in
den Kühlbehälter geworfen wird und auf die Stütze fällt.
Das Stahlrohr wird häufig durch einen solchen Aufprall
an seiner Oberfläche beschädigt. Ein weiteres Problem
besteht in der Abführung des erwärmten Wassers. Bei den
oben beschriebenen bekannten Eintauch-Härtevorrichtungen
wird das Kühlwasser, welches das Stahlrohr abgekühlt hat,
über einen Überlauf des Kühlbehälters abgeführt. Allerdings
ist es bei den bekannten Eintauch-Härtevorrichtungen
mit dem oben beschriebenen Aufbau schwierig, selektiv
lediglich das erwärmte Kühlwasser abzuführen, was eine
verringerte Abkühlgeschwindigkeit zur Folge hat.
Eine bekannte Härtevorrichtung (US-PS 38 77 685) zum Härten
eines langen Stahlrohres umfaßt einen Behälter zur
Aufnahme eines zu härtenden heißen Stahlrohrs, eine Einrichtung
zum Abstützen des heißen Rohrs in einer vorbestimmten
Stellung innerhalb des Behälters, eine Düse zum
Einführen von Kühlwasser in das Rohr, eine Einrichtung
zur Bewegung der Düse zwischen einer zurückgefahrenen
Stellung, in welcher die Düsenspitze sich in einem Abstand
vom Rohrende befindet, und einer ausgefahrenen Stellung,
in welcher die Spitze innerhalb des einen Endes
des Rohrs liegt, eine Einlaßeinrichtung zum Einführen von
Kühlwasser in den Behälter, um dieses in und um das Rohr
zu leiten sowie eine relativ zur Düse bewegbare Isolationseinrichtung.
Die Isolationseinrichtung kann zur Regulierung
des Durchsatzes des außerhalb des Rohres strömenden
Kühlwassers bewegt werden.
Obgleich es mit der oben angegebenen Vorrichtung möglich
ist, Kühlwasser in und um ein zu härtendes Stahlrohr zu
leiten, ist das Stahlrohr einfach im Behälter angeordnet
und abgestützt. Da außerhalb des Stahlrohrs keine Strömungsbahn
für die Durchleitung des Kühlwassers bestimmt
ist, ist es nicht zu erwarten, daß das um das Rohr zugeführte
Kühlwasser parallel zur zentralen Achse des Rohrs
zum hinteren Ende des Rohrs strömt. Vielmehr wird häufig
eine turbulente Strömung hervorgerufen und variiert insbesondere
die Strömungsgeschwindigkeit in Umfangsrichtung,
da die außenseitige Strömungsbahn offen ist oder einen
offenen Kanal bzw. Durchlaß bildet. Die turbulente Strömung
und die sich verändernde Strömungsgeschwindigkeit
werfen erhebliche Probleme auf. Das Stahlrohr würde örtlich
mit einem von einer Verdampfung des Kühlwassers herrührenden
Dampffilm bedeckt werden und/oder erhitztes
Kühlwasser, welches Wärme vom Stahlrohr aufgenommen hat,
würde an einem Teil des Stahlrohrs verbleiben. Dies hätte
zur Folge, daß das Stahlrohr nicht gleichmäßig über seine
gesamte Länge abgeschreckt wird, wodurch die Ausbildung
von ungehärteten Stellen resultiert und sich Deformationen
bilden können, insbesondere eine extreme Biegung des Rohres.
Die Isolationseinrichtung wird in Relation zur Düse
bewegt, um den Durchsatz an Kühlwasser, welcher außerhalb
des Stahlrohrs strömt, zu regulieren. Insgesamt gesehen
ist die oben angegebene Vorrichtung außerordentlich kompliziert
und aufwendig.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß es zur Härtung
eines heißen Stahlrohrs gegenüber den bekannten Verfahren
vorteilhaft ist, Kühlwasser in und um das Stahlrohr
ein- bzw. zuzuführen. Unter Berücksichtigung dieses
Umstands ist eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens unter optimalen Bedingungen entwickelt worden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Härten
von Stahlrohren zu schaffen, mit welcher ein flüssiges
Kühlmittel derart eingespritzt wird, daß es im und um
das Stahlrohr in Längsrichtung des Stahlrohres strömt,
wodurch dickwandige Stahlrohre gleichmäßig ohne die Ausbildung
von ungehärteten Stellen oder die Entstehung von
Rissen gehärtet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch
1 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen
in den Unteransprüchen angegeben sind.
Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Härten
von Stahlrohren vorgesehen, bei welcher das Stahlrohr
mit einem flüssigen Kühlmittel abgeschreckt wird und welche
einen langgestreckten zylinderförmigen Aufbau mit
einem Gehäuse und einen zur Bildung eines zylindrischen
Raums dem Gehäuse
zugeordneten Deckel aufweist. Der Deckel ist vom Gehäuse abnehmbar,
so daß das Stahlrohr eingelegt und herausgenommen
werden kann. Innerhalb des zylinderförmigen Aufbaus
ist eine Stützeinrichtung angeordnet, durch die das Stahlrohr
achsparallel zum
zylinderförmigen Aufbau abgestützt ist. Angrenzend an
einem Ende des zylinderförmigen Aufbaus ist eine Einspritzeinrichtung
angeordnet, mittels der das Kühlmittel
in und um das Stahlrohr in den etwa horizontal in dem Kühlbehälter angeordneten zylinderförmigen Aufbau
in Längsrichtung eingespritzt werden kann.
Da bei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung der zylinderförmige
Aufbau zur Bildung einer Strömungsbahn für
das Kühlmittel zwischen dem zylinderförmigen Aufbau und
dem Stahlrohr sowie einer Strömungsbahn für das Kühlmittel
innerhalb des Stahlrohrs verwendet wird, strömt ein
außerhalb des Stahlrohrs eingespritzter Strom des Kühlmittels
in Längsrichtung von einem Ende zum anderen Ende
des Stahlrohrs ohne eine turbulente Strömung zu bilden.
Ein infolge der Verdampfung des Kühlmittels gebildeter
Dampffilm und erwärmtes Kühlmittel, welches Wärme aus
dem Stahlrohr aufgenommen hat, werden sofort weggespült.
Das Stahlrohr wird auf diese Weise gleichmäßig und schnell
abgeschreckt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Härtevorrichtung sind sowohl das Gehäuse und der
Deckel mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet.
Das Gehäuse öffnet sich vertikal nach oben, wohingegen
sich der Deckel vertikal nach unten öffnet. Das Gehäuse
ist mit einem Paar von Flanschen versehen, welche
sich radial von den offenen Rändern und in Längsrichtung
des Gehäuses erstrecken. Der Deckel ist gleichfalls mit
einem Paar von Flanschen versehen, welche sich radial
von den offenen Rändern und in Längsrichtung des Deckels
erstrecken. Wenigstens ein Paar von Klemmarmen sind
schwenkbar an der Außenfläche des Deckels gelagert, wobei
jeder Klemmarm an einem Ende eine Klaue aufweist, die
derart ausgebildet ist, daß sie mit dem Gehäuseflansch
an der unteren Fläche zusammenwirkt, um das Gehäuse mit
dem Deckel zu verklemmen. Der Gehäuseflansch und die
Klaue des Klemmarms sind derart ausgebildet, daß dann,
wenn sich das Stahlrohr biegt und Spreizkräfte auf das
Gehäuse und den Deckel ausübt, die Klaue des Klemmarms
außer Eingriff vom Gehäuseflansch gelangt, so daß der
Klemmarm gelöst wird. Ein hydraulischer Schaltkreis (Öl)
für die Betätigung eines Hydraulikzylinders dient zum
Antrieb des Klemmarms. Die hydraulische Schaltung umfaßt
einen Detektor zur Ermittlung des Drucks im Hydraulikzylinder
und zur Erzeugung eines Alarmsignals, wenn der
ermittelte Druck einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt.
Wenn sich das Stahlrohr im zylinderförmigen Aufbau in
extremer Weise während des Abkühlvorgangs verbiegt, bringt
es auf das Gehäuse und den Deckel Kräfte auf, die versuchen,
Deckel und Gehäuse voneinander zu entfernen. Die
Vesetzung des Gehäuses wird in eine Zunahme des Drucks
im Hydraulikzylinder mittels des Klemmarms gewandelt. Da
eine abnormale Biegung des Stahlrohrs während des Abschreckens
als eine Druckzunahme im Hydraulikzylinder ermittelt
wird, wird bei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung
der zylinderförmige Aufbau gegenüber Beschädigungen
geschützt.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung besteht das Gehäuse aus einer langgestreckten
halbzylinderförmigen Außenschale und einer langgestreckten
halbzylinderförmigen Innenschale, welche abnehmbar
innerhalb der Außenschale angeordnet ist. Der Deckel besteht
aus einem langgestreckten halbzylinderförmigen
Außendeckel und einem langgestreckten halbzylinderförmigen
Innendeckel, welcher innerhalb des Außendeckels abnehmbar
montiert ist. Da ein geeigneter Satz aus Innenschale
und Innendeckel gewählt werden kann, welcher einen
zylinderförmigen Behälter mit einer Abmessung bildet, die
dem Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs entspricht,
wird die Härtung des Stahlrohrs ausgeführt, ohne
daß die Förderung eines übermäßig großen Volumens des
Kühlmittels erforderlich wäre.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Härtevorrichtung ist wenigstens ein Rotor
auf einer horizontalen Drehwelle fest montiert. Eine
Anzahl von halbzylinderförmigen Gehäusen ist auf dem
Rotor angeordnet, so daß sie sich parallel zur Drehwelle erstrecken
und sich radial nach außen öffnen. Die Drehwelle
wird in einer Richtung intermittierend gedreht, so daß
stets eines der Gehäuse gerade oberhalb der Drehwelle angeordnet
wird. Wenn die Drehwelle um einen vorbestimmten Winkel
dreht, fällt das gehärtete Stahlrohr aus einem der Gehäuse,
welches oberhalb der Drehwelle positioniert worden ist
und gelangt gleichzeitig das nächste Gehäuse in eine Position
gerade oberhalb der Drehwelle, so daß es zur Aufnahme
eines nachfolgenden Stahlrohrs bereit ist, welches gehärtet
werden soll. Eine Anzahl von Stahlrohren kann auf diese Weise quasi kontinuierlich
gehärtet werden.
Nach Maßgabe der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung wird
ein zu härtendes Stahlrohr in einem zylinderförmigen Aufbau
aufgenommen, welcher zur Aufnahme und Herausnahme
des Stahlrohrs geöffnet oder geschlossen werden kann.
Das Kühlwasser strömt durch Strömungsbahnen, welche außerhalb
und innerhalb des Stahlrohrs im zylinderförmigen
Aufbau gebildet sind.
Schließlich wird der zylinderförmige Aufbau zweckmäßigerweise
geöffnet, um eine Beschädigung des zylinderförmigen
Aufbaus und/oder des Stahlrohrs zu verhindern, wenn
das Stahlrohr sich extrem innerhalb des zylinderförmigen
Aufbaus biegt.
Schließlich kann bei der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung
zweckmäßigerweise der Innendurchmesser des zylinderförmigen
Aufbaus derart geändert werden, daß dieser
in Relation zum Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs
gebracht wird. Schließlich ist mit der erfindungsgemäßen
Härtevorrichtung eine quasi kontinuierliche Härtung
von Stahlrohren möglich.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt
Fig. 1 eine Schemaansicht, welche den Aufbau einer
Härtevorrichtung darstellt,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer
Ausführungsform der Härtevorrichtung,
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der
Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht zur Darstellung
des zylinderförmigen Aufbaus in der Härtevorrichtung
gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine vergrößerte Draufsicht der Halteeinrichtung
für die Schalen als Detail aus Fig. 2,
Fig. 6 einen Vertikalschnitt der Halteeinrichtung entlang
der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine Schnittansicht der Verschiebeeinrichtung
entlang der Linie VII-VII in Fig. 2,
Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht der Verriegelungseinrichtung
für den Deckel entlang der Linie VIII-
VIII in Fig. 2,
Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht einer Aussparung
in einem Deckelflansch mit einem darin eingepaßten
Dichtglied,
Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht eines Klemmarms in Eingriffsstellung
mit einem Flansch einer Außenschale,
entsprechend dem Kreis X in Fig. 4,
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Hydraulikschaltung
für die Betätigung eines hydraulischen Klemmzylinders,
Fig. 12 eine Seitenansicht der Vorrichtung, insbesondere
zur Darstellung der Außen- und Innendüse
und des zylinderförmigen Aufbaus,
Fig. 13A, 13B und 13C unterschiedliche Betriebsstellungen
des Gehäuses und des Deckels,
Fig. 14 ein Schaltdiagramm für die Zirkulierung des
Kühlwassers,
Fig. 15A und 15B unterschiedliche Betriebsstellungen
beim Abnehmen eines Satzes aus einer Innenschale
und einem Innendeckel,
Fig. 16 eine Schemaansicht zur Darstellung der Position
der offenen Enden der Außen- und Innendüse in
bezug auf den zylinderförmigen Aufbau, in welchem
ein Stahlrohr aufgenommen ist,
Fig. 17 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
der Härtevorrichtung,
Fig. 18 einen Längsschnitt der Härtevorrichtung entlang der
Linie XVIII-XVIII in Fig. 17,
Fig. 19 eine vergrößerte Ansicht des Rotors der in
Fig. 17 dargestellten Härtevorrichtung sowie
Fig. 20 eine Schemadarstellung einer bekannten Eintauch-
Härtevorrichtung.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Härten
eines Stahlrohrs schematisch dargestellt. In einem
langgestreckten Kühlbehälter 10 ist ein langgestreckter
hohlzylinderförmiger Aufbau 12 im wesentlichen horizontal
angeordnet, dessen Innendurchmesser größer als der
Außendurchmesser eines zu härtenden Stahlrohrs 11 ist.
Der hierbei verwendete Betriff "in Längsrichtung" bezeichnet
die Axialrichtung des zylinderförmigen Aufbaus 12. Mit
dem Begriff "quer" ist eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung
gemeint. In der Zeichnungsebene von Fig. 1 erstreckt
sich die Längsrichtung von links nach rechts und
die Richtung quer dazu von oben nach unten. Der zylinderförmige
Aufbau 12 dient zur Aufnahme des zu härtenden
heißen Stahlrohrs 11. Der zylinderförmige Aufbau 12 ist
derart ausgebildet, daß er für die Aufnahme und zum Herausnehmen
des Stahlrohrs 11 geöffnet werden kann und das
Stahlrohr 11 derart aufgenommen wird, daß dessen Mittelachse
parallel zur Mittelachse des zylinderförmigen Aufbaus 12
verläuft und vorzugsweise mit dieser Mittelachse im wesentlichen
zusammenfällt, wie nachfolgend noch näher beschrieben
ist. Zwischen der Außenfläche des Stahlrohrs 11
und der Innenfläche des zylinderförmigen Aufbaus 12 ist
ein Zwischenraum begrenzt. Dieser Raum bildet eine
Strömungsbahn 13 außerhalb des Stahlrohrs 11. Nahe dem Einlaßende
des zylinderförmigen Aufbaus 12, welches sich in Fig. 1
links befindet, ist eine Einspritzeinrichtung 14 angeordnet,
durch welche Kühlwasser in und um das Stahlrohr 11
eingespritzt wird, so daß Wasser durch die äußere Strömungsbahn
13 und durch das Innere des Stahlrohrs 11 und parallel
zur Achse des zylinderförmigen Aufbaus 12 strömt.
Die Einspritzeinrichtung 14 besitzt ein offenes Ende,
dessen Innendurchmesser im wesentlichen dem zylinderförmigen
Aufbau 12 entspricht. Die Einspritzeinrichtung 14
ist derart ausgebildet und angeordnet, daß wenigstens
ihr offener Endabschnitt im wesentlichen mit dem zylinderförmigen
Aufbau 12 ausgerichtet ist und sich das offene
Ende in Kontakt mit dem Einlaßende des zylinderförmigen
Aufbaus 12 befindet oder dazu benachbart ist.
An dem der Einspritzeinrichtung 14 gegenüberliegenden Ende des zylinderförmigen Aufbaus 12
befindet sich dessen Auslaßende, das ebenfalls offen ist.
Der Kühlbehälter 10
erstreckt sich über den Auslaß des zylinderförmigen Aufbaus
12 hinaus, so daß eine Verlängerung bzw. ein Behälteransatz
10 A gebildet wird. Der Behälteransatz 10 A ist an seiner
Seitenwand mit einem Überlauf 10 B versehen, über den das
Kühlwasser in einen außerhalb des Überlaufs 10 B befestigten
Ablauf 16 strömt.
Die Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung
ist wie folgt. Ein heißes Stahlrohr 11 wird in den Kühlbehälter
10 geworfen und im zylinderförmigen Aufbau 12 aufgenommen.
Die Einspritzeinrichtung 14 spritzt Kühlwasser
in und um das Stahlrohr 11, so daß sich axial oder in
Längsrichtung außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs 11
eine Wasserströmung einstellt. Da die Kühlwasserströme
am Stahlrohr 11 vorbei zu dessen Auslaßende und darüber hinausströmen
und dabei Wärme vom Stahlrohr aufnehmen,
bleibt die Abkühlung im wesentlichen konstant und wird
das Stahlrohr 11 im wesentlichen gleichmäßig über seine
gesamte Länge gehärtet.
Dabei ist festzuhalten, daß auch der Kühlbehälter 10 mit
Kühlwasser beaufschlagt wird und der zylinderförmige
Aufbau 12 entweder oberhalb oder unterhalb des Kühlwasserpegels
im Kühlbehälter 10 angeordnet sein kann. Vorzugsweise
ist der zylinderförmige Aufbau 12 im Kühlwasser
innerhalb des Kühlbehälters 10 versenkt angeordnet. Wenn
ein Stahlrohr 11 in den zylinderförmigen Aufbau 12 eingegeben
wird, wirkt das Kühlwasser als ein Dämpfungsmittel,
um die Zufuhrgeschwindigkeit des fallenden Stahlrohrs 11
zum zylinderförmigen Aufbau 12 zu verringern, wodurch
eine Beschädigung der Oberfläche des Stahlrohrs 11 verhindert
wird. Zusätzlich wird das Vorhandensein von ungehärteten
Punkten bzw. Stellen in einem gehärteten Stahlrohr
11 ausgeschlossen, weil das Kühlwasser augenblicklich
in das Stahlrohr 11 eintritt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Härtevorrichtung für ein Stahlrohr ist in den Fig. 2
bis 16 dargestellt. Danach wird gemäß den Fig. 2 und 3
ein langgestreckter kastenförmiger Kühlbehälter 10 mit Kühlwasser
gefüllt. Die Vorrichtung umfaßt eine erste
Welle 17, welche sich horizontal und in Längsrichtung
des Kühlbehälters 10 erstreckt und durch die Stirnwände
des Kühlbehälters 10 hindurchgeführt ist. Ein Ende der
Welle 17, welches aus der vorderen Stirnwand des Kühlbehälters
10 vorsteht, ist mit einem Kolben 18 a eines
Hydraulikzylinders 18 über einen Lenker 19 verbunden.
Ein Zwischenabschnitt der Welle 17, welcher innerhalb
des Kühlbehälters 10 angeordnet ist, ist mit einer Anzahl
von Armen 20 versehen, welche in Längsrichtung in
vorgegebenen Intervallabständen angeordnet sind. Jeder
der an der Welle 17 befestigten Arme 20 weist an seinem
freien Ende einen stehenden Stützabschnitt auf, auf dem
ein Gehäuse 21 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt
befestigt ist, welches die untere Hälfte des zylinderförmigen
Aufbaus 12 bildet. Das Gehäuse 21 wird im wesentlichen
horizontal innerhalb des Kühlwassers gehalten,
wobei die konkave Fläche nach oben weist, wenn sich der
Hydraulikzylinder 18 in seiner Ruhestellung befindet.
Das Gehäuse 21 kann zusammen mit den Armen 20 im Gegenuhrzeigersinn
oder nach unten durch Betätigung des
Hydraulikzylinders 18 gedreht werden, welcher die Welle
17 in der Ansicht gemäß Fig. 3 im Gegenuhrzeigersinn
dreht. Wie aus der vergrößerten Darstellung von Fig. 4
hervorgeht, umfaßt das Gehäuse 21 eine halbzylinderförmige
Außenschale 22, welche mit den Stützabschnitten der
Arme 20 fest verbunden ist, und eine halbzylinderförmige
Innenschale 23 mit im wesentlichen derselben Länge wie
die Außenschale 22, wobei jedoch der Außenradius kleiner
als der Innenradius der Außenschale 22 ist.
Die Innenschale 23 bildet die untere Hälfte eines zylinderförmigen
Behälters 24 zur Aufnahme eines zu härtenden
Stahlrohrs 11. Die Innenschale 23 ist in der Außenschale
22 durch eine geeignete Einrichtung, die weiter unten
noch näher erläutert wird, abnehmbar aufgenommen. Die
Außenschale 22 ist mit mehreren Paaren von sich radial
erstreckenden Ausbauchungen bzw. Ausbuchtungen 25 in
Längsabständen versehen. Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht,
bildet eine Ausbauchung 25 einen Hohlraum bzw.
Vertiefung. Mit dem Boden der Ausbauchung 25 ist ein Halter bzw. eine Halteplatte
26 derart verbolzt, daß das freie Ende der Halterplatte
26 sich in einem Abstand zum Boden der Vertiefung
befindet. Die Innenschale 23 ist mit entsprechenden
Paaren sich radial erstreckender Keile bzw. Federn
27 in Längsabständen versehen. Mit dieser Anordnung kann
die Innenschale 23 fest innerhalb der Außenschale 22
angeordnet werden, indem die Innenschale 23 gegenüber
der Außenschale in Längsrichtung verschoben wird, so daß
die Federn 27 der Innenschale unter die Halteplatten 26
der Außenschale gesteckt werden, wodurch diese Teile zusammenwirken.
Andererseits kann die Innenschale 23 von
der Außenschale 22 dadurch abgenommen werden, indem die
Innenschale 23 in entgegengesetzter Richtung verschoben
wird, so daß die Federn 27 außer Eingriff mit den Halteplatten
26 gelangen. Die Einrichtung zum Verschieben der
Innenschale 23 gegenüber der Außenschale 22 ist in den
Fig. 2 und 7 dargestellt. Am stirnseitigen Auslaßende
der Innenschale 23 ist eine Stirnplatte 28 befestigt, an
der ein Bügel 29 rechtwinklig befestigt ist. Ein sich
senkrecht zur Längserstreckung der Innenschale 23 erstreckender
Stift 30 ist in eine Öffnung im Bügel 29
eingesteckt. Am Boden des Kühlbehälters 10 ist ein
Schwinghebel 31 schwenkbar angeordnet und erstreckt sich
vertikal nach oben. Der Schwinghebel 31 weist am oberen
Ende einen sich vertikal erstreckenden Schlitz 31 a mit
einer Breite größer als der Durchmesser des Stiftes 30
auf. Der Stift 30 ist innerhalb des Schlitzes 31 a des
Schwinghebels 31 angeordnet. Die Innenschale 23 kann
durch Drehen des Schwinghebels 31 im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn
(gemäß Fig. 7) in Längsrichtung verschoben
werden. Es ist Sorge getroffen, daß dann, wenn
sich der Schwinghebel 31 in einer neutralen Position befindet,
wie nachfolgend noch näher beschrieben ist, der
Stift 30 nicht in Kontakt mit den Innenrändern des Schlitzes
31 a im Schwinghebel 31 ist. Der Schwinghebel 31
ist weiter gelenkig mit einem Ende einer Verbindungsstange
33 verbunden, die sich durch die hintere Stirnwand des
Kühlbehälters 10 durch eine Dichtbuchse 32 erstreckt. Das
andere Ende der Verbindungsstange 33 ist mit einem Kolben bzw. einer Kolbenstange
34 a eines zweistufigen Hydraulikzylinders 34 über
ein geeignetes Gelenk verbunden.
Innerhalb der Innenschale 23 sind in vorgegebenen Intervallen
in Längsrichtung eine Anzahl von V-förmigen Stützen
35 angeordnet (Fig. 4). Die Stützen 35 befinden sich mit dem
zu härtenden Stahlrohr 11 in Tangentialberührung und
stützen das Stahlrohr 11 derart ab, daß das Stahlrohr 11
im wesentlichen horizontal angeordnet und mit der Außenschale
22 und damit mit dem zylinderförmigen Aufbau 12
ausgerichtet ist. Obgleich jede der Stützen 35 in Querrichtung
V-förmig ausgebildet ist,
ist jede Stütze 35 im Längsschnitt oder in Richtung
der Kühlwasserströmung in Längsrichtung des Stahlrohrs 11
stromlinienförmig ausgebildet, so daß das Auftreten jeglicher
turbulenter Strömung innerhalb des Kühlwasserstroms
verhindert wird. Zusätzlich ist die Stütze 35 mit einer
Anzahl von Öffnungen für den leichten Zugang des Kühlwassers
zum Stahlrohr 11 versehen, wodurch ein größeres
Volumen an Kühlwasser mit dem Stahlrohr 11 in Kontakt gelangen
kann, um die Abkühlung zu fördern.
Eine zweite Welle 37 erstreckt sich horizontal und
in Längsrichtung durch die Stirnwände des Kühlbehälters
10 und ist drehbar durch eine Anzahl von herabhängenden
Armen 36 in vorgegebenen Intervallen gelagert (Fig. 3). Ein Ende der
Welle 37, welches aus der vorderen Stirnwand des Kühlbehälters
10 vorsteht, ist mit einem Kolben 38 a eines zweiten
Hydraulikzylinders 38 über einen Lenker 39 verbunden.
Ein Zwischenabschnitt der Welle 37, welcher innerhalb des
Kühlbehälters 10 angeordnet ist, ist mit einer Anzahl
von Armen 40 versehen, die in Längsrichtung in vorgegebenen
Abständen angeordnet sind. Jeder der mit
der Welle 37 befestigten Arme 40 weist an seinem freien
Ende einen freihängenden Stützabschnitt auf, mit dem ein
Deckel 41 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt fest
verbunden ist, welcher mit dem Gehäuse 21 den zylinderförmigen
Aufbau 12 bildet. Somit kann der zylinderförmige
Aufbau 12 wahlweise dadurch geöffnet und verschlossen
werden, indem der zweite Hydraulikzylinder 38 betätigt
wird. Der Hydraulikzylinder 38 dreht dabei die zweite
Welle 37 mit den Armen 40, wodurch der Deckel 41 in
Richtung auf das Gehäuse 21 und von diesem weg gedreht
wird (Fig. 13A bis 13C).
Der Deckel 41 besteht aus einem halbzylinderförmigen Außendeckel
42, welcher fest mit den Stützabschnitten der
Arme 40 mit seiner konkaven Seite vertikal nach unten
weisend verbunden ist, und einem halbzylinderförmigen
Innendeckel 43, welcher im wesentlichen dieselbe Länge
wie der Außendeckel 42 aufweist und dessen Außenradius
kleiner als der Innenradius des Außendeckels 42 ist. Der
Innendeckel 43 und die oben angegebene Innenschale 23
bilden den zylinderförmigen Behälter 24 für die Aufnahme
des Stahlrohrs 11. Der Innendeckel 43 ist im Außendeckel
42 mittels einer nachfolgend noch beschriebenen geeigneten
Verschlußeinrichtung abnehmbar aufgenommen. Der Innendeckel
43 ist mit einer Anzahl von Öffnungen in Längsabständen
versehen. Ein Verriegelungsstift 44 mit einer
Durchgangsöffnung 44 a am oberen Abschnitt ist, wie aus
Fig. 8 hervorgeht, vertikal ausgerichtet in die Öffnung
eingesteckt. Der Außendeckel 42 ist mit einer Öffnung 45
an einer Stelle versehen, welche der Öffnung im Innendeckel
43 entspricht, so daß der Verriegelungsstift 44
durch die Öffnung 45 des Außendeckels hindurchgelangen
kann. An der oberen Fläche des Außendeckels 42 ist ein
Keil 46 bewegbar angeordnet, welcher in die Durchgangsöffnung
44 a im oberen Abschnitt des Verriegelungsstifts
44 oberhalb des Außendeckels 42 einsteckbar ist. Ein Hebel
48 ist an seiner Mitte gelenkig an einem Aufsatz 47
an der oberen Fläche des Außendeckels 42 angeordnet. Das
untere Ende des Hebels 48 ist mit dem Keil 46 gelenkig
verbunden, und das obere Hebelende ist gelenkig mit einem
Kolben 49 a eines Hydraulikzylinders 49 verbunden, welcher
an der oberen Fläche des Aufsatzes 47 befestigt ist.
Bei Betätigung des Hydraulikzylinders 49 zur Drehung des
Hebels 48 im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 8 wird der Keil
46 in die Durchgangsöffnung 44 a im Verriegelungsstift 44
eingeführt, um den Innendeckel 43 fest mit dem Außendeckel
42 zu verbinden. Der Innendeckel 43 kann vom Außendeckel
42 abgenommen werden, falls der Hydraulikzylinder
49 im entgegengesetzten Sinn betätigt wird, wodurch der
Hebel 48 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und der Keil 46
aus der Durchgangsöffnung 44 a im Verriegelungsstift 44
herausgezogen wird.
Die aufeinanderliegenden Ränder des Gehäuses 21 und des
Deckels 41, d. h. der rechte und linke Seitenrand sowohl
der Außenschale 22 und des Außendeckels 42, sind gemäß
Fig. 4 mit Flanschen 22 a und 42 a versehen, die sich jeweils
radial und in Längsrichtung des zylinderförmigen
Aufbaus 12 erstrecken. Eine in Längsrichtung verlaufende
Aussparung 50 ist in der unteren Fläche des äußeren
Deckelflansches 42 a ausgebildet, d. h. in der Fläche des
Deckels 41, die am Gehäuse 21 anliegt. Die Querschnittsform
dieser Aussparung 50 ist aus der vergrößerten Darstellung
in Fig. 9 ersichtlich. Ein elastisch nachgiebiges
Dichtglied 51 sitzt mit enger Passung in der Aussparung
50. Das Dichtglied 51 ist aus natürlichem oder synthetischem
Kautschuk gebildet und expandiert, so daß es
in einem druckfreien Zustand teilweise aus der Aussparung
50 vorsteht, wie aus Fig. 9 ersichtlich ist. Somit bewirkt
das Dichtglied 51 eine wirksame Dichtung zwischen
dem Gehäuse 21 und dem Deckel 41, und zwar sogar dann,
wenn sich das Gehäuse 21 in einem kurzen Abstand zum Deckel
41 befindet.
Der Außendeckel 42 ist an seiner Außenfläche mit mehreren
Paaren von sich gegenüberliegend erstreckenden Bügeln 52
in Längsabständen versehen, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.
Ein Klemmarm 53 ist mit einem mittleren Abschnitt
gelenkig mit jedem der Bügel 52 verbunden. Der Klemmarm
53 weist an einem Ende eine Klaue auf, welche mit dem
Flansch 22 a der Außenschale 22 an dessen unterer Fläche
zusammenwirkt, so daß die Außenschale 22 mit dem Außendeckel
42 verklemmt wird. Ein Hydraulik- bzw. Klemmzylinder
54, welcher am Außendeckel 42 angeordnet ist, besitzt
einen Kolben 54 a, welcher gelenkig mit dem anderen Ende
des Klemmarms 53 verbunden ist.
Die Eingriffsstellung der Klaue des Klemmarms 53 mit dem
Flansch 22 a der Außenschale 22 ist in der vergrößerten
Darstellung von Fig. 10 deutlicher ersichtlich. Die untere
Fläche des Flansches 22 a der Außenschale 22 verläuft
winklig zur Horizontalen oder schräg nach oben gegen den
Flanschrand zu. Die obere Fläche der Klaue des Klemmarms 53
ist entsprechend schrägverlaufend ausgebildet. Anders
ausgedrückt, die Eingriffsflächen des Flansches 22 a der
Außenschale 22 und die Klaue des Klemmarms 53 sind derart geschrägt,
daß dann, wenn der Außendeckel 42 und die Außenschale
22 voneinander weggezogen werden, auf den Klemmarm
53 durch das Auseinanderziehen eine Komponente aufgeprägt
wird, welche ihn in Entriegelungsrichtung
drückt.
In Fig. 11 ist eine Schaltung für das Hydrauliköl für die
Betätigung des hydraulischen Klemmzylinders 54 dargestellt.
Eine hintere Öffnung des hydraulischen Klemmzylinders
54 befindet sich in fluidleitender Verbindung
mit einem Druckflußregler 55 mit einem darin eingebauten
Rückschlagventil und dann mit einem Rückschlag-
Schaltventil 56, welches über ein Druckverminderungsventil
57 mit einem Mehrwegeventil 58 in fluidleitender
Verbindung steht. Eine vordere Öffnung des hydraulischen
Klemmzylinders 54 befindet sich in fluidleitender Verbindung
mit dem Mehrwegeventil 58 über ein weiteres Strömungssteuerventil
59 mit einem darin eingebauten Rückschlagventil.
Eine Druckölbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 54
über die hintere Öffnung hat zur Folge, daß der Kolben
54 a sich nach vorn bewegt, wodurch der Klemmarm 53 in
die Klemmstellung gebracht wird. Andererseits hat eine
Druckölbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 54 über die vordere
Öffnung zur Folge, daß der Kolben 54 a sich zurückzieht,
wodurch der Klemmarm 53 in die Entriegelungsstellung gelangt.
Die die hintere Öffnung und das Strömungssteuerventil
bzw. den Druckflußregler 55 verbindende Leitung besitzt eine Zweigleitung
zu einer parallelen Verbindung eines Druckschalters 61
und eines Druckanzeigers 62 über ein Drosselventil 60.
Wenn der Öldruck an der hinteren Seite des Kolbens 54 a im
hydraulischen Klemmzylinder 54 beim Zurückziehen des Kolbens
54 a über einen vorbestimmten Wert ansteigt, welcher
im Druckschalter 61 vorgegeben ist, erzeugt der Druckschalter
61 ein Alarmsignal, welches zum Mehrwegeventil
58 geführt wird. Dann wird das Mehrwegeventil 58 geschaltet,
um den hydraulischen Klemmzylinder 54 auf Entriegelungsstellung
zu betätigen. Ein Entspannungsventil 63
ist gleichfalls mit der Zweigleitung verbunden.
Am Einlaßende des Außendeckels 42 ist ein Hydraulik- bzw.
Haltezylinder 64 mittels eines geeigneten Aufbaus angeordnet,
wie aus Fig. 12 hervorgeht. Der Hydraulikzylinder
64 weist einen sich vertikal nach unten erstreckenden
Kolben 64 a auf, welcher mit einer Haltestange 65
verbunden ist, die sich durch den Außen- und Innendeckel
42 und 43 erstreckt. Die Haltestange 65 liegt mit ihrem
unteren Ende am Stahlrohr 11 an, um das Stahlrohr 11 an
seiner Stelle auf den Stützen 35 in der Innenschale 23
zu halten.
Außerhalb des Kühlbehälters 10 ist in Längsrichtung eine
Reihe von Förderrollen 66 für den Transport eines heißen
Stahlrohrs 11 von der Vorstation zur Härtevorrichtung angeordnet
(Fig. 2 und 3). Auf derselben Seite des Kühlbehälters 10, an
der die Förderrollen 66 angeordnet sind, ist am oberen Abschnitt
der Seitenwand des Kühlbehälters 10 eine sich in Längsrichtung
erstreckende dritte Welle 67 drehbar gelagert.
Eine Anzahl von Übergabearmen 68 sind fest auf der Welle
67 in vorgegebenen Abständen angeordnet. Die
Übergabearme 68 erstrecken sich in Querrichtung und ihre
freien Enden reichen bis wenigstens zu einer vertikalen
Ebene unter Einschluß der Förderrollen 66. Eine Anzahl von Ladeschienen
69 sind in vorbestimmten Intervallen am oberen
Abschnitt der Seitenwand des Kühlbehälters 10 befestigt, in welcher
die dritte Welle 67 drehbar gelagert ist. Die Ladeschienen
69 erstrecken sich von der Außenseite des Kühlbehälters
10 zu einer Stelle oberhalb des zylinderförmigen
Aufbaus 12 und sind leicht schräg nach unten gegen den
zylinderförmigen Aufbau 12 geneigt. Ein heißes Stahlrohr
11, welches derart angefördert worden ist, daß es neben
dem Kühlbehälter 10 liegt, kann durch Drehen der Welle 67
mit den Übergabearmen 68 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig.
3 auf die Ladeschienen 69 übergeben werden. Das auf diese
Weise übergebene Stahlrohr 11 rollt dann längs der
schrägverlaufenden Ladeschienen 69 und fällt auf den zylinderförmigen
Aufbau 12 herunter.
Schließlich ist am Boden des Kühlbehälters 10 eine Anzahl
von Entladeschienen 70 angeordnet, die gemäß Fig. 3 und 13C leicht
schräg nach links unten verlaufen, so daß diese ein gehärtetes
Stahlrohr 11 aufnehmen können, welches aus dem Gehäuse
21 fällt. Ein Kettenrad 71 a ist angrenzend am unteren
Ende der Entladeschienen 70 angeordnet. Ein weiteres Kettenrad
71 b befindet sich oberhalb der anderen Seitenwand
des Kühlbehälters 10. Um diese Kettenräder 71 a und 71 b
ist eine Kette 72 geführt. Die Kette 72 trägt eine Reihe
von Mitnehmern 73 für das Stahlrohr 11, welches zum unteren
Ende der Entladeschienen 70 und aus dem Kühlbehälter
10 gerollt ist.
Eine äußere Düse bzw. eine Außendüse 74 a in Form eines Rohres mit einem großen
Durchmesser und einem offenen Ende, dessen Innendurchmesser
dem oben beschriebenen zylindrischen Behälter
24 entspricht, ist an der einlaßseitigen Stirnwand des
Kühlbehälters 10 derart befestigt, daß wenigstens der offene
Endabschnitt der Außendüse 74 a im wesentlichen mit dem zylindrischen
Aufbau 12 ausgerichtet ist und sich das offene
Ende in Kontakt oder in unmittelbarer Nähe mit dem bzw.
zum offenen Ende des zylinderförmigen Aufbaus 12 befindet
(Fig. 12). Koaxial innerhalb der Außendüse 74 a ist eine innere
Düse bzw. eine Innendüse 74 b in Form eines Rohres mit kleinem Durchmesser
angeordnet. Die innere Düse 74 b ist derart ausgebildet,
daß der Innen- und Außendurchmesser des offenen Endes
im wesentlichen gleich dem Innen- und Außendurchmesser
des Stahlrohrs 11 ist, welches gehärtet werden soll.
Die Innendüse 74 b ist in die Außendüse 74 a durch eine
Dichtbuchse 75 eingesteckt, welche in einer Öffnung in
der gekrümmten Wand der Außendüse 74 a sitzt. Die innere
Düse 74 b ist derart angeordnet, daß der offene Endabschnitt
mit dem Stahlrohr 11 ausgerichtet werden kann.
Des weiteren ist die Innendüse 74 b insgesamt U-förmig
ausgebildet. Das stromaufwärtige
Ende ist verschiebbar in ein Rohr 77 b für die
Hauptwasserzufuhr über eine weitere Dichtbuchse 76 eingesetzt.
Wie auch aus Fig. 12 hervorgeht, sind die Schenkelabschnitte
der U-förmigen Innendüse 74 b horizontal angeordnet
und ist der vertikal verlaufende Zwischenabschnitt
mit einem Kolben eines hydraulischen Stellzylinders
78 verbunden, welcher horizontal an einem geeigneten
Aufsatz angeordnet ist. Aufgrund der Betätigung des Stellzylinders
78 wird die U-förmige Innendüse 74 b in horizontaler
Richtung nach hinten und nach vorn und somit das
Auslaßende der Innendüse 74 b gegen das und weg vom offenen
Ende des Stahlrohrs 11 im zylindrischen Aufbau 12 bewegt.
Um die Stahlrohre zu härten, wird die oben beschriebene
Härtevorrichtung wie folgt betätigt. Als erstes wird der
Deckel 41 zum Öffnen des zylinderförmigen Aufbaus 12 angehoben,
indem der zweite Hydraulikzylinder 38 betätigt
wird und den Arm 40 gemäß Fig. 13A im Gegenuhrzeigersinn
dreht. Dann wird ein bereits auf den Förderrollen 66 herantransportiertes
heißes Stahlrohr 11 auf die Ladeschienen
69 durch die Drehung der Übergabearme 68 im Gegenuhrzeigersinn
übergeben. Das Stahlrohr 11 rollt längs der
Ladeschienen 69 und fällt in den Kühlbehälter 10. Das
Stahlrohr 11 wird dadurch auf den Stützen 35 innerhalb
des Gehäuses 21 plaziert. An diesem Punkt ist die Innendüse
74 b zuvor mittels des hydraulischen Stellzylinders
78 zurückgezogen worden, um ein Auftreffen des herabfallenden
Stahlrohrs auf die Innendüse 74 b zu verhindern.
Zusätzlich wird Kühlwasser langsam durch die Außen- und
Innendüse 74 a und 74 b eingespritzt, so daß das Kühlwasser
79 nach vorn in den Behälter 10 strömt, um Luft innerhalb
des fallenden Stahlrohrs 11 so schnell als möglich
zu verdrängen. Danach wird der zweite Hydraulikzylinder
38 derart betätigt, daß die Welle 37 mit dem Arm
40 und der Deckel 41 im Uhrzeigersinn gedreht werden, so
daß der Deckel 41 in Eingriff mit dem Gehäuse 21 gelangt
und der zylinderförmige Aufbau 12 geschlossen wird, wie
in Fig. 13B dargestellt ist. Die hydraulischen Klemmzylinder
54 werden dann betätigt, um die Klemmarme 53 in
Eingriffsstellung mit den Flanschen 22 a des Gehäuses 21
zu bringen, wodurch das Gehäuse 21 und der Deckel 41 zum
Aufbau 12 verklemmt werden. Da das durch die Stützen
35 aufgenommene Stahlrohr 11 im wesentlichen zumindest achsparallel zu dem
zylinderförmigen Aufbau 12 ausgerichtet ist,
ist die äußere Strömungsbahn 13 um das Stahlrohr 11 bestimmt.
Nachdem in den zylinderförmigen Aufbau 12 in der
oben beschriebenen Weise das Stahlrohr 11 eingebracht
worden ist, wird der hydraulische Haltezylinder 64 betätigt,
um die Haltestange 65 nach vorn zu bewegen und
das Stahlrohr 11 gegen die Stützen 35 zu drücken, wodurch
das Stahlrohr 11 gehalten wird. Zusätzlich wird
der hydraulische Stellzylinder 78 betätigt, um die Innendüse
74 b nach vorn zu bewegen und deren offenes Ende in
Kontakt oder in unmittelbare Nähe mit bzw. zum offenen
Ende des Stahlrohrs 11 zu bringen. In dieser Stellung
wird die Durchflußleistung des durch die Außen- und Innendüse
74 a und 74 b eingespritzten Kühlwassers auf die
vorbestimmten maximalen Werte erhöht. Dann strömen Strahlströme
von Kühlwasser 79 in Längsrichtung außerhalb und
innerhalb des Stahlrohrs 11 im zylinderförmigen Aufbau
12, um das Stahlrohr 11 für die Härtung abzukühlen. Die
Verteilungen der Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstroms
in der Nähe der Außen- und Innenflächen des Stahlrohrs
11 sind an allen Stellen konstant, weil das Kühlwasser
79 in Längsrichtung des Stahlrohrs 11 strömt. Das Stahlrohr
11 wird ingesamt im wesentlichen gleichförmig abgekühlt,
wodurch die Ausbildung von ungehärteten Stellen,
Kühlrissen od. dgl. ausgeschlossen ist.
Es erfolgt eine kurze Erläuterung hinsichtlich der Abkühlungsgeschwindigkeiten
oder der Durchflußraten
des Kühlwassers
außerhalb und innerhalb des Stahlrohrs 11. Vorausgesetzt,
daß die Querschnittsfläche der Strömungsbahn außerhalb
des Stahlrohrs 11 größer als die erforderliche minimale
Fläche ist, daß die Querschnittsfläche der Strömungsbahn
außerhalb des Stahlrohrs 11 im wesentlichen gleich der
Querschnittsfläche der Strömungsbahn innerhalb des Stahlrohrs
ist, daß die Innendüse 74 b denselben Außen- und
Innendurchmesser wie das Stahlrohr 11 aufweist, daß das
offene Ende der Innendüse 74 b im wesentlichen sich in
Kontakt mit dem offenen Ende des Stahlrohrs 11 befindet
und daß die Strömungsbahnen des Kühlwassers außerhalb
und innerhalb des Stahlrohrs 11 klar getrennt sind, so
beträgt das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit
des Kühlwassers außerhalb des Stahlrohrs
11 zur Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers innerhalb
des Stahlrohrs 11 etwa 1. Da allerdings die Stahlzusammensetzung,
der Wärmeübertragungskoeffizient, Dampffilme und
während der vorhergehenden Walz- oder Wärmebehandlung gebildete
Oxydschichten nicht notwendigerweise dieselben
zwischen den Außen- und Innenflächen des Stahlrohrs 11
sind, wird die Strömungsgeschwindigkeit bzw.
Durchflußrate des außerhalb des Stahlrohrs 11 strömenden
Kühlwassers vorzugsweise höher als die Strömungsgeschwindigkeit
des innerhalb des Stahlrohrs 11 strömenden Kühlwassers
eingestellt, um eine Deformation aufgrund von
Wärmebeanspruchungen während des Abkühlvorganges zu verhindern.
Derartige geeignete Strömungsgeschwindigkeiten
können durch Versuche bestimmt werden.
Nachfolgend wird eine Schaltung für die Zirkulierung des
Kühlwassers beschrieben. Gemäß Fig. 14 ist das im Kühlbehälter
10 einschließlich des aus dem Auslaß des zylinderförmigen
Aufbaus abgeführten Wassers allgemein mit
dem Bezugszeichen 79 gekennzeichnet. Das Wasser strömt
über den Überlauf 10 B des Kühlbehälters 10 in den Ablauf
16. Dieser Überlauf wird zeitweilig in einem speziellen
Behälter 80 aufbewahrt und dann in einer Kühlsäule 81 durch
Luft gekühlt. Das auf diese Weise abgekühlte Wasser wird
durch eine Pumpe 82 über Wasserzufuhrleitungen 77 a und
77 b einschließlich Durchflußsteuerventile 83 a und 83 b
jeweilig zur Außen- 74 a und Innendüse 74 b gepumpt, wo das Wasser
wieder in den zylinderförmigen Aufbau 12 eingespritzt wird.
Die Anordnung eines Hochbehälters 84 an der Auslaßseite
der Pumpen 82 dient zur Erzielung eines ausreichenden
Drucks und Strömungsgeschwindigkeit, um das Wasser ohne
Zunahme der Kapazität der Pumpen 82 einzuspritzen, da
die Wassersäule durch den Hochbehälter 84 die Pumpe 82
unterstützt, um eine ausreichende Durchflußrate von unter
Druck stehendem Wasser zu gewährleisten. Die Durchflußrate
des durch die Außen- und Innendüse 74 a
und 74 b einzuspritzenden Wassers kann individuell mittels
der Durchflußsteuerventile 83 a und 83 b gesteuert werden. Optimale
Durchflußraten können in einfacher Weise
für beide Düsen 74 a, 74 b eingestellt werden.
Es ist festzuhalten, daß eine Bewegung des Stahlrohrs
111 in Längsrichtung während des Härtens oder des Einspritzens
von Kühlwasser durch die Außen- und Innendüse
74 a und 74 b durch die Haltestange 65 verhindert wird.
Nachdem das Härten des Stahlrohrs 11 über eine vorgegebene
Zeitdauer, beispielsweise mehrere zehn Sekunden, ausgeführt
worden ist, werden die Strömungsgeschwindigkeiten
des durch die Außen- und Innendüse 74 a und 74 b eingespritzten
Kühlwassers reduziert. Gleichzeitig wird der hydraulische
Klemmzylinder 54 im Gegensinn betätigt, so daß der
Klemmarm 53 gelöst wird. Wie aus Fig. 13C hervorgeht,
hebt der zweite Hydraulikzylinder 38 den Deckel 41 zum
Öffnen des zylinderförmigen Aufbaus 12 und dreht der
erste Hydraulikzylinder 18 das Gehäuse 21 mit dem Arm 20
im Gegenuhrzeigersinn. Dann fällt das gehärtete Stahlrohr
11 von den Stützen 35 auf die Entladeschienen 70 und
rollt längs der Entladeschienen 70 zu deren unteren Ende.
Das Stahlrohr 11 wird dann durch die Mitnehmer 73 aus
dem Kühlbehälter 10 zu einer geeigneten Ausbringeinrichtung,
wie etwa eine Reihe von nicht dargestellten Förderwalzen,
gehoben. Während das Stahlrohr 11 durch die Mitnehmer
73 angehoben wird, wird das Gehäuse 21 in der in
Fig. 13A dargestellten anfänglichen Stellung durch den
Umkehrbetrieb des ersten Hydraulikzylinders 18 gehalten.
Das in der Ausgangsstellung verbleibende Gehäuse 21 steht
zur Aufnahme eines nachfolgenden heißen Stahlrohrs 11 bereit.
Der Vorgang des Härtens eines Stahlrohrs 11 ist auf
diese Weise beendet und wird für das nachfolgende Härten
wiederholt.
Wenn ein heißes Stahlrohr 11 in der oben beschriebenen Weise
gehärtet wird, ist es erforderlich, daß der Innendurchmesser
des zylinderförmigen Behälters 24 mit dem Außendurchmesser
des Stahlrohrs 11 in etwa übereinstimmt, um eine unerwünschte
Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers
außerhalb des Stahlrohrs 11 zu verhindern. Dies bedeutet,
daß der Innendurchmesser des zylinderförmigen Behälters
24 vergrößert werden sollte, wenn Stahlrohre 11 mit relativ
großem Durchmesser gehärtet werden, und andererseits
verringert weden sollte, wenn Stahlrohre 11 mit relativ
kleinem Durchmesser gehärtet werden. Hierzu stehen mehrere
Sätze von Innenschalen 23 und Innendeckel 43 mit unterschiedlichen
Krümmungsradien an ihrer Innenfläche bereit.
Ein geeigneter Satz einer Innenschale 23 und eines Innendeckels
43, welche mit dem Außendurchmesser eines zu härtenden
Stahlrohrs übereinstimmen, kann aus diesen Sätzen ausgewählt
und jeweils in der Außenschale 22 und dem Außendeckel
42 angeordnet werden. Bei der oben beschriebenen Vorrichtung
zum Härten von Stahlrohren 11 können die Innenschale
23 und der Innendeckel 43 in der folgenden Weise ausgetauscht
werden.
Zunächst wird hierbei die Entfernung der Innenschale
23 und des Innendeckels 43 von der Außenschale 22 und
dem Außendeckel 42 erläutert. Im zusammengebauten Zustand
ist die Innenschale 23 horizontal im Kühlbehälter 10 gehalten
und liegt der Deckel 41 entsprechend auf dem Gehäuse
21, wie aus Fig. 15A hervorgeht. Dann wird der in Fig. 8 beschriebene
Hydraulikzylinder 49 betätigt und zieht den Keil 46 aus
der Durchgangsöffnung 44 a im Verriegelungsstift 44 heraus.
Der Innendeckel 43 wird dann gegenüber dem Außendeckel
42 entriegelt. Dann wird, wie aus Fig. 15B hervorgeht,
der zweite Hydraulikzylinder 38 betätigt und dreht
die zweite Welle 37 mit dem Arm 40 und dem Außendeckel
42 im Gegenuhrzeigersinn. Da der Innendeckel 43 gegenüber
dem Außendeckel 42 entriegelt worden ist, wird lediglich
der Außendeckel 42 mit dem Arm 40 angehoben, und es verbleibt
der Innendeckel 43 auf der Innenschale 23. Dann
wird der außerhalb der rückseitigen Stirnwand des Kühlbehälters
10 angeordnete zweistufige Hydraulikzylinder 34 betätigt
und dreht den Schwinghebel 31 gemäß Fig. 7 im Uhrzeigersinn,
so daß die Innenschale 23 und der Innendeckel 43
gemäß Fig. 7 nach rechts verschoben werden, wodurch die
Federn 27 der Innenschale 23 außer Eingriff gegenüber
den Halteplatten 26 gelangen, welche in den Ausbauchungen
25 der Außenschale 22 befestigt sind. Die Innenschale 23
wird auf diese Weise gegenüber der Außenschale 22 gelöst.
Der Aufbau aus der Innenschale 23 und dem Innendeckel 43
kann nun von der Außenschale 22 abgenommen werden. Für
die Abnahme des Aufbaus aus der Innenschale 23 und dem
Innendeckel 43 kann ein nicht dargestellter Kran bzw. ein
Hebezeug verwendet werden, um den Aufbau in die in Fig.
15B durch einen Pfeil gekennzeichnete Richtung anzuheben.
Zu diesem Zeitpunkt sollte der Außendeckel 42 weiter in
eine Stellung zurückgeschwenkt sein, in welcher er nicht
das Ausheben des Aufbaus aus Innenschale 23 und Innendeckel 43
stören kann. Zusätzlich wird der Schwinghebel 31 leicht
in die neutrale Stellung zurückgezogen, in welcher der
Schwinghebel 31 keinen Kontakt mit dem Stift 30 besitzt,
wodurch der Stift 30 frei gegenüber dem Schwinghebel 31 angeordnet
ist.
Die Innenschale 23 und der Innendeckel 43 können an der
Außenschale 22 und dem Außendeckel 42 in umgekehrter Weise
wie oben beschrieben montiert werden. In der in Fig.
15B dargestellten geöffneten Stellung des zylinderförmigen
Aufbaus 12 wird ein neuer Satz aus der Innenschale
23 und dem Innendeckel 43 zuerst in die Außenschale 22
eingeführt. Der Schwinghebel 31 wird dann im Gegenuhrzeigersinn
gemäß Fig. 7 gedreht, um die Innenschale 23
und den Innendeckel 43 gemäß Fig. 7 nach links zu verschieben.
Die Federn bzw. Keile 27 der Innenschale 23
werden unter die Halteplatten 26 bewegt, welche in den
Ausbauchungen 25 der Außenschale 22 befestigt sind, wodurch
die Innenschale 23 an der Außenschale 22 befestigt
wird. Als nächstes wird der Außendeckel 42 zurückgedreht,
so daß er über die Außenschale 22 gelangt. Der Verriegelungsstift
44, welcher auf dem Innendeckel 43 steht,
wird in die Öffnung 45 im Außendeckel 42 eingesetzt und
steht über dem Außendeckel 42 hervor. Der Hydraulikzylinder
49 wird betätigt, um den Keil 46 in die Durchgangsöffnung
44 a im Verriegelungsstift 44 einzuführen, wodurch
der Innendeckel 43 an dem Außendeckel 42 befestigt wird.
Nach Beendigung der oben angegebenen Montageschritte
wird der Schwinghebel 31 leicht im Uhrzeigersinn gemäß
Fig. 7 gedreht, so daß der Schwinghebel 31 außer Kontakt
mit dem Stift 30 gelangt, weil der Stift 30 ansonsten
den Schwinghebel 31 stören würde, wenn das Gehäuse 21 um
die Achse der ersten Welle 17 im nachfolgenden Verfahrensschritt
gedreht wird.
Aufgrund des Austausches eines neuen Satzes der Innenschale
23 und des Innendeckels 43 zur Bildung eines neuen
zylinderförmigen Behälters 24 mit einem Innendurchmesser,
welcher auf den Außendurchmesser eines abzukühlenden
Stahlrohrs 11 abgestimmt ist, kann verhindert werden, daß die
Durchflußleistung des außerhalb des Stahlrohrs 11 strömenden
Kühlwassers unerwünscht hoch oder unerwünscht niedrig
wird. Somit kann der zum Einspritzen des Kühlwassers
erforderliche Leistungsbedarf optimiert und können die
Betriebskosten gesenkt werden.
Wenn die Innenschale 23 und der Innendeckel 43 durch andere
ersetzt werden, um den
Innendurchmesser des zylinderförmigen Behälters 24 zu
ändern, befindet sich das offene Ende der Außendüse 74 a
in korrekter Ausrichtung zum Ende des zylinderförmigen
Behälters 24, falls die Einlaßendabschnitte der Innenschale
23 und des Innendeckels 43, welche auf die Außendüse
74 a weisen, in der in Fig. 16 dargestellten Weise
verjüngt sind. Allerdings liegt die Mittelachse des offenen
Endabschnitts der Innendüse 74 b wegen des unterschiedlichen
Durchmessers außerhalb der Mittelachse des
Stahlrohrs 11. Falls bei diesem Zustand Kühlwasser durch
die Innendüse 74 b eingespritzt wird, würde im Kühlwasserstrom
eine turbulente Strömung auftreten, wodurch es
schwierig wird, in Längsrichtung fließende Kühlwasserströme
zu erzeugen, so daß gegebenenfalls die Härtungswirkung beeinträchtigt
würde. Um dieses Problem auszuschalten, kann
der Spitzenabschnitt der Innendüse 74 b gleichzeitig mit
Austausch der Innenschale 23 und des Innendeckels 43 ausgetauscht
werden, so daß der offene Endabschnitt der Innendüse
74 b richtig mit dem offenen Ende des Stahlrohrs
11 ausgerichtet werden kann.
Beim Abkühlen des Stahlrohrs 11 durch in Längsrichtung
an der Außenseite und der Innenseite des Stahlrohrs 11
fließende Kühlwasserströme würde das Stahlrohr 11 aufgrund
einer Veränderung in der Wanddicke und örtlich
vorhandener Zunderschichten gebogen. Eine Verbiegung des
langen Stahlrohrs 11 hätte zur Folge, daß mitunter das Gehäuse
21 und der Deckel 41 auseinandergespreizt würden.
Da die Eingriffsflächen des Flansches 22 a der Außenschale
22 und der Klaue des Klemmarms 53 in der oben beschriebenen
Weise schräg verlaufend ausgebildet sind,
wird auf den Klemmarm 53 eine Komponente der Spreizkraft
aufgebracht, die in die Entriegelungsrichtung des
Klemmarms 53 wirkt. Falls das Stahlrohr 11 derart stark gebogen wird, daß die auf den Klemmarm 53 aufgegebene
Kraft aufgrund der Expansion des Gehäuses 21 und des Deckels
41 bedingt durch das gebogene Stahlrohr 11 die Klemmkraft
übersteigt, d. h., den Druck des auf den hydraulischen
Klemmzylinder 54 aufgebrachten Fluids, dann wird der
Klemmarm 53 leicht in die Entriegelungsrichtung gedreht.
Dies hat zur Folge, daß der Kolben 54 a des hydraulischen
Klemmzylinders 54 nach hinten bewegt und der Deckel 41
leicht gegenüber dem Gehäuse 21 abgehoben wird. Da das
elastisch nachgiebige Dichtglied 51 in der Aussparung
50 selbst expandiert, so daß es über die Flanschfläche
des Außendeckels 42 im unbelasteten Zustand vorsteht, wird
eine wirksame Dichtung zwischen dem Deckel 41 und dem
Gehäuse 21 noch aufrechterhalten, welche um eine kurze
Distanz gegeneinander voneinander wegbewegt worden sind,
wodurch eine Leckage von Kühlwasser aus dem Inneren des
zylinderförmigen Aufbaus 12 verhindert wird. Obgleich
beim Zurückziehen des Kolbens 54 a der Druck im hydraulischen
Klemmzylinder 54 zunimmt, wird durch den Druckschalter
61 kein Alarmsignal erzeugt, weil ein derartiger
errhöhter Druck im hydraulischen Klemmzylinder 54
geringer ist als der eingestellte Wert im Druckschalter
61. Im Falle einer nicht als abnormal einzuschätzenden
zeitweiligen Änderung des Zustands eines Stahlrohrs 11 während
des Abkühlens, beispielsweise einer Biegung eines
Stahlrohrs 11 innerhalb des oben angegebenen Bereichs, welche
mit der lokalen Entwicklung einer Martensitumwandlung auftritt,
wird die normale Kühlung fortgesetzt. Weder der Druckschalter
61 erzeugt ein Alarmsignal noch erfolgt eine
Leckage von Kühlwasser aus dem zylinderförmigen Aufbau
12. Falls das Stahlrohr 11 weiter gebogen wird, um den
Deckel 41 gegenüber dem Gehäuse 21 derart wegzubewegen,
daß das elastisch nachgiebige Dichtglied 51 mit Abstand
zur Anlagefläche des Gehäuseflansches 22 a gelangt, dann wird
der Klemmarm 53 weitergedreht, um den Kolben 54 a weiter
zurückzubewegen, so daß der Druck im hydraulischen Klemmzylinder
54 zunimmt. Wenn der Druck im hydraulischen
Klemmzylinder 54 über den vorbestimmten Wert im Druckschalter
61 steigt, erzeugt der Druckschalter 61 ein
Alarmsignal, durch welches das Mehrwegeventil 58 betätigt
wird und die Strömungsbahnverbindung derart ändert,
daß der hydraulische Klemmzylinder 54 seinen Kolben 54 a
zurückzieht, wodurch der Klemmarm 53 gelöst wird. Der
Klemmarm 53 wird auf diese Weise automatisch entriegelt,
um die Klemmeinrichtung zu schützen, wenn das Stahlrohr
11 bei der Kühlung übermäßig gebogen und der Klemmarm 53
einer übermäßigen Belastung ausgesetzt wird. Da das Stahlrohr
11 nach dem Lösen des Klemmarms 53 nicht normal gekühlt
werden kann, kann die Vorrichtung vorteilhafterweise
derart ausgebildet sein, daß eine Einspritzung von Kühlwasser
in den zylinderförmigen Aufbau 12 durch die Düsen 74 a, 74 b
in Reaktion auf das oben angegebene Alarmsignal unterbrochen
wird.
Ein Härteversuch für ein Stahlrohr 11 wurde unter Verwendung
einer Härtevorrichtung mit dem oben angegebenen Aufbau
ausgeführt.
Die bei diesem Versuch verwendeten Stahlrohre hatten einen
Außendurchmesser von 177,8 mm, eine Wanddicke von
30 mm (und den entsprechenden Innendurchmesser von
117,8 mm) sowie eine Länge von 12 000 mm. Die Stahlrohre
sind aus einem AISI 4.130-Stahl hergestellt, wobei
die Ergebnisse einer Prüfanalyse 0,29% C, 0,23% Si,
0,51% Mn, 0,98% Cr sowie 0,20% Mo zeigten. Die Außen-
und die Innendüse hatten Innendurchmesser von jeweils
476 mm und 117,8 mm.
Unmittelbar nach der gleichmäßigen Erwärmung eines Teststahlrohrs
auf eine Temperatur von 920°C wurde dieses
in den zylinderförmigen Aufbau gegeben. Über die Außendüse
wurde Kühlwasser mit einer Durchflußrate
von 6600 m³/h und einer durchschnittlichen
Strömungsgeschwindigkeit von 12,0 m/s eingespritzt, wohingegen
über die Innendüse Kühlwasser bei einer Durchflußrate
von 100 m³/h und mit einer durchschnittlichen
Strömungsgeschwindigkeit von 2,5 m/s eingespritzt
wurde. Das Stahlrohr wurde 25 Sekunden lang unter diesen
Bedingungen abgekühlt und danach im Kühlwasser im Behälter
über weitere 15 Sekunden gehalten und dann schließlich
aus dem Behälter durch die Mitnehmer herausgehoben.
Bei den auf diese Weise gehärteten Stahlrohren wurde dann
die Härte bestimmt, wobei die in Tabelle 1 aufgeführten
Ergebnisse erzielt wurden.
Das Diagramm für die kontinuierliche Abkühlumwandlung
des Versuchsstahls zeigt, daß der Stahl eine Härte HRC
von 43,3 bei 90% Martensitverhältnis besitzt. Die Werte
aus Tabelle 1 zeigen, daß die Härte der gehärteten Versuchsrohre
einen völlig zufriedenstellenden Wert besitzt.
Trotz der Länge und der Dicke weisen die gehärteten Stahlrohre
sowohl in Längs- wie auch in Radialrichtung im wesentlichen
gleichmäßige Härteeigenschaften auf. Durch die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren
werden also die Stahlrohre gleichmäßig und schnell über
ihre gesamte Länge und Dicke abgekühlt, wodurch eine verbesserte
Härtung erzielt wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren ist in den Fig. 17 bis
19 dargestellt. Ein sich horizontal und in Längsrichtung
des Kühlbehälters 10 erstreckende Drehwelle 85 ist über Lager
86, welche an der vorderen und hinteren Stirnwand des
Kühlbehälters 10 befestigt sind, drehbar gelagert. Die Drehwelle
85 ist mit einer Anzahl von Rotoren 87 in bestimmten
Intervallen versehen. Ein Rotor 87 ist in der vergrößerten
Darstellung gemäß Fig. 19 gezeigt. Danach weist
der Rotor 87 drei Montagesitze 88 auf, die in Umfangsrichtung
in gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind.
Auf jedem Montagesitz 88 ist ein im wesentlichen halbzylinderförmiges
Gehäuse 21 montiert, welches sich parallel
zur Drehwelle 85 erstreckt und die untere Hälfte eines
zylinderförmigen Aufbaus 12 zur Aufnahme eines Stahlrohrs 11
bildet. Insbesondere ist am Montagesitz 88 ein sich radial
erstreckender Block 89 befestigt. Ein Paar sich in
Längsrichtung erstreckende Stifte 92 sind in jeder Seite
des Blocks 89 eingebettet. Andererseits weist das Gehäuse
21 ein Paar sich radial erstreckender Flansche 91 für
jeden Block 89 auf. In jedem Flansch 91 ist ein Paar von
Schlitzen 90 ausgebildet. Der Block 89 ist zwischen
einem Paar der Flansche 91 angeordnet, wobei die
Stifte 92 lose in den Schlitzen 90 sitzen. Das Gehäuse
21 ist auf diese Weise auf den Montagesitzen 88 in Radialrichtung
gegenüber der Drehwelle 85 begrenzt bewegbar angeordnet,
wohingegen eine Längsbewegung des Gehäuses 21
unterbunden ist. Des weiteren weist jeder Montagesitz 88
ein Paar von Hohlbuchsen 93 auf, die sich vom Rotor 87
nach außen erstrecken und ein oberes offenes Ende aufweisen.
Das Gehäuse 21 weist an seiner Rückseite ein Paar
von Bolzen 94 auf, welche in den Hohlbuchsen 93 auf den Montagesitzen
88 aufgenommen sind. Eine Feder bzw. ein nachgiebiges Element 95 in Form
einer sogenannten Belleville-Feder ist in der Hohlbuchse 93
zwischen dem Montagesitz 88 und dem Bolzen 94 angeordnet. Wenn
bei diesem Aufbau das Stahlrohr 11 in das Gehäuse 21 fällt,
wirken die nachgiebigen Elemente 95 als Dämpfer und absorbieren
den durch das Stahlrohr 11 auf das Gehäuse 21
ausgeübten Stoß. Der Rotor 87 weist weiter eine Anzahl
von Rollen 96 auf, die in gleichmäßigen Abständen über
dem Umfang angeordnet sind. Am Kühlbehälter 10 ist eine Führungsschiene
97 derart befestigt, daß sie den Rotor 87
umgibt. Das Verhältnis zwischen dem Rotor 87 und der Führungsschiene
97 ist derart, daß sich die Rollen 96 auf
dem Rotor 87 in Rollkontakt mit der Führungsschiene 97
befinden. Wie aus Fig. 17 hervorgeht, weist die Führungsschiene
97 die Form eines Halbkreises auf, dessen Mittelpunkt
auf der zentralen Achse des Rotors 87 angeordnet
ist. die Schiene 97 erstreckt sich über einen Bogen von
180° und verläuft von einer Position unten links am Rotor
87 zu einer Position zur oberen Rechten des Rotors
87 gemäß der Darstellung in Fig. 17. Demzufolge wird der
Rotor 87 längs der Führungsschiene 97 gedreht, welche
als Lager dient, wobei der Bogen der Führungsschiene 97
die Übergabe eines Stahlrohrs 11 in und aus dem Gehäuse 21
nicht behindert.
Im Gehäuse 21 sind in vorbestimmten Intervallen Stützen
35 angeordnet, welche das Stahlrohr 11 im Gehäuse 21 im
wesentlichen horizontal halten.
Am Endabschnitt der Drehwelle 85, welcher sich aus dem Kühlbehälter
10 erstreckt, ist ein Zahnrad 99 a befestigt,
welches mit einem Zahnrad 99 b an der Ausgangswelle einer
Reduzier-Getriebeeinheit 100 kämmt, welche ihrerseits
mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor 101 verbunden
ist. Der Motor 101 wird intermittierend angetrieben,
um die Drehwelle 85 in einer durch Pfeil gekennzeichneten
Richtung mittels der Getriebeeinheit 100 derart zu drehen, daß
die am Umfang des Rotors 87 angeordneten Gehäuse 21 aufeinanderfolgend
gerade oberhalb der Drehwelle 85 positioniert
werden.
Oberhalb des Kühlbehälters 10 ist ein Schlitten 102 auf
einem nicht dargestellten Rahmen in Querrichtung frei
bewegbar angeordnet, d. h. in der durch einen Pfeil in
Fig. 17 dargestellten Richtung. Am Schlitten 102 ist eine
Führungsstange 103 aufgehängt, auf welcher ein bewegbarer
Block 105 längs der Führungsstange 103 verschiebbar angeordnet
ist. Der Block 105 ist auch mit einem Kolben eines
Hydraulikzylinders 104 verbunden, welcher am Schlitten
102 befestigt ist. An der unteren Fläche des bewegbaren
Blocks 105 ist ein im wesentlichen halbzylinderförmiger
Deckel 41 befestigt, dessen konkave Seite nach unten
weist. Der Deckel 41 bildet mit einem der Gehäuse 21 einen
zylinderförmigen Aufbau 12 zur Aufnahme eines Stahlrohrs
11. Der zylinderförmige Aufbau 12 entsteht nach Betätigung
des Hydraulikzylinders 104, um den Deckel 41 nach
unten in Eingriff mit einem der Gehäuse 21 zu bewegen,
welches gerade oberhalb der Drehwelle 85 positioniert worden
ist.
An der vorderen Stirnwand des Kühlbehälters 10 ist eine
Außendüse 74 a vorgesehen, wodurch der Innenraum des
zylinderförmigen Aufbaus 12 mit einem in Längsrichtung
fließenden Kühlwasserstrom beaufschlagt wird. Innerhalb
der Außendüse 74 a ist eine Innendüse 74 b angeordnet, welche
die Innenseite des Stahlrohrs 11 im zylinderförmigen
Aufbau 12 mit einem in Längsrichtung fließenden Kühlwasserstrom
versorgt.
Oberhalb einer Seite der Wand des Kühlbehälters 10 sind
eine Anzahl von Ladeschienen 69 angeordnet, welche gegen
den Kühlbehälter 10 schräg nach unten verlaufen, so daß
ein darauf aufliegendes Stahlrohr 11 herunterrollen und auf
das nach oben weisende Gehäuse 21 fallen kann. Am Boden
des Kühlbehälters 10 sind an der den Ladeschienen 69 mit
Hinsicht auf die Welle 85 gegenüberliegenden Seite eine
Anzahl von Entladeschienen 70 angeordnet. Die Entladeschienen
70 nehmen das Stahlrohr 11 auf, welches aus dem
Gehäuse 21 geworfen wird, wenn das Gehäuse 21 mit der Drehwelle
85 gedreht wird. Eine Kette 72 zum Herausfördern des Stahlrohrs
11 aus dem Kühlbehälter 10 erstreckt sich zwischen
einer Position unterhalb der Entladeschienen 70 und einer
Position oberhalb des Kühlbehälters 10. Die Kette 72
ist mit einer Anzahl von Mitnehmern 73 in vorgegebenen
Intervallabständen ausgerüstet, welche das Stahlrohr 11 vom
unteren Ende der Entladeschienen 70 aufnehmen und zu einer Stelle
oberhalb des Kühlbehälters 10 befördern.
Bei Verwendung einer Härtevorrichtung mit dem oben angegebenen
Aufbau kann ein Stahlrohr 11 in der nachfolgenden
Weise abgekühlt werden. Zunächst wird der Motor 101 zur
Drehung der Drehwelle 85 und damit des Rotors 87 angetrieben,
um eines der Gehäuse 21 genau oberhalb der Drehwelle 85 zu
positionieren, so daß das Gehäuse 21 nach oben weist. Ein
heißes Stahlrohr 11 rollt längs der Ladeschienen 69 und
fällt in das nach oben weisende Gehäuse 21. Das heiße
Stahlrohr 11 wird auf diese Weise im wesentlichen horizontal
auf den Stützen 35 im Gehäuse 21 gelegt. Wenn das
Stahlrohr 11 auf die Stützen 35 fällt, werden die nachgiebigen
Elemente 95, welche zwischen dem Gehäuse 21
und den Montagesitzen 88 angeordnet sind, zusammengedrückt,
so daß sich das Gehäuse 21 nach unten bewegen
kann, wodurch der durch das Auftreffen des Stahlrohrs 11
gegen die Stützen 35 bewirkte Stoß gedämpft wird. Danach
wird der Hydraulikzylinder 104 betätigt und bewegt den
Block 105 mit dem Deckel 41 abwärts, wodurch der Deckel
41 auf dem Gehäuse 21 in Eingriffsstellung plaziert
wird. Nachdem das Stahlrohr 11 im Gehäuse 21 aufgenommen
ist und der zylinderförmige Aufbau 12 durch Zusammenschluß
des Gehäuses 21 und des Deckels 41 erzeugt ist, wird
durch die Außen- und Innendüse 74 a und 74 b Kühlwasser
eingespritzt, um in Längsrichtung außerhalb und innerhalb
des Stahlrohrs 11 fließende Kühlwasserströme zu erzeugen,
wodurch das Stahlrohr 11 abgekühlt wird. Falls
der Kühlbehälter 10 mit Kühlwasser bis zu einer Höhe
oberhalb des Rotors 87 gefüllt ist, wird das Stahlrohr 11
vorher mit diesem Kühlwasser im Kühlbehälter 10 gekühlt,
wenn es auf das Gehäuse 21 fällt. Diese vorhergehende
Kühlung wird lediglich bei einer geringen Kühlgeschwindigkeit
über eine kurze Zeit bewirkt. Eine wesentliche
Härtung des Stahlrohrs 11 wird durch Einspritzung von
Kühlwasser durch die Außen- und Innendüse 74 a und 74 b
bewerkstelligt.
Nachdem das im zylinderförmigen Aufbau 12 aufgenommene
Stahlrohr 11 über eine vorgegebene Zeitspanne abgekühlt
worden ist, beispielsweise mehrere zehn Sekunden, wird
der Deckel 41 zur Öffnung des zylinderförmigen Aufbaus
12 abgehoben und wird der Rotor 87 um einen Winkel von
120° im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 17 gedreht. Da das
Gehäuse 21, welches das gehärtete Stahlrohr 11 aufnimmt,
mit der Drehung des Rotors 87 gekippt wird, fällt das
gehärtete Stahlrohr 11 aus dem Gehäuse 21 auf die Entladeschienen
70. Wenn der Rotor 87 um einen Winkel von
120° gedreht worden ist, wird das nachfolgende Gehäuse
21 gerade oberhalb der Drehwelle 85 positioniert, so daß
dieses ein nachfolgendes Stahlrohr 11 aufnehmen kann, welches
gehärtet werden soll.
In der Praxis fällt ein abgekühltes bzw. gehärtetes Stahlrohr
11 aus einem Gehäuse 21, unmittelbar bevor ein nachfolgendes
heißes Stahlrohr 11 in das nächste Gehäuse 21 fällt.
Die Härtevorrichtung kann so in nahezu
kontinuierlicher und schneller Weise eine Anzahl von
Stahlrohren 11 auf diese Art abkühlen bzw. härten.
Wenn eine Änderung des Innendurchmessers des zylinderförmigen
Aufbaus 12 erforderlich ist, so daß eine Übereinstimmung
mit dem Außendurchmesser eines zu härtenden
Stahlrohrs 11 erzielt wird, kann ein Satz des Gehäuses 21
und des Deckels 41 ausgetauscht werden oder kann ein geeigneter
Adapter mit einem halbkreisförmigen Querschnitt
auf dem Gehäuse 21 und dem Deckel 41 befestigt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Rotor 87 mit vier
Montagesitzen anstelle von drei Montagesitzen 88 im oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgerüstet ist, welche
in gleichen Abständen längs des Umfangs angeordnet
sind. Unter diesen vier ist ein Paar von diametral
gegenüberliegenden Montagesitzen mit Gehäusen für
Stahlrohre mit einem größeren oder dazwischenliegenden
Durchmesser ausgerüstet, wohingegen das andere Paar von
Montagesitzen mit Gehäusen für Stahlrohre mit kleinem
Durchmesser versehen sind. Auf diese Weise brauchen das
Gehäuse und der Deckel nicht jedesmal gewechselt zu werden,
wenn der Durchmesser der zu härtenden Stahlrohre
geändert wird. Dadurch wird die Betriebsgeschwindigkeit
vergrößert, da die Härtevorrichtung für den Austausch
des Gehäuses und des Deckels nicht mehr abgestoppt werden
muß.
Obgleich die oben beschriebene Einspritzeinrichtung eine
Außen- und eine Innendüse 74 a und 74 b aufweist, ist die
Erfindung nicht auf die Verwendung einer derartigen Einspritzeinrichtung
beschränkt. Im Falle von dünnwandigen
Stahlrohren ist der Doppel-Düsenaufbau nicht zwingend
erforderlich. Eine Einspritzeinrichtung mit einer einzelnen
Düse, bei der der Innendurchmesser des offenen
Endes im wesentlichen gleich dem zylinderförmigen Aufbau
12 ist, kann für die Einspritzung des Kühlwassers in den
zylinderförmigen Aufbau verwendet werden, um an der Außenseite
und der Innenseite des Stahlrohrs in Längsrichtung
fließende Kühlwasserströme zu erzeugen, weil eine
dünne Wand nicht eine Strömung mit einer wesentlichen
Turbulenz erzeugt bzw. hervorruft. Schließlich kann der
zylinderförmige Aufbau 12 entweder unterhalb oder oberhalb
des Kühlwasserpegels im Kühlwasserbehälter 10 angeordnet
sein. Vorzugsweise ist der zylinderförmige Aufbau
12 im Kühlwasser eingetaucht, weil das Kühlwasser als
ein Dämpfmittel wirkt, wenn ein Stahlrohr auf das Gehäuse
21 fällt. Da die Fallgeschwindigkeit des Stahlrohrs durch
das Kühlwasser reduziert wird, wird auch der Stoß auf den
zylinderförmigen Aufbau 12 durch das Stahlrohr 11 verringert,
wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche
des Stahlrohrs minimiert wird. Zusätzlich tritt das
Kühlwasser sofort in das Innere des Stahlrohrs ein, wodurch
das Entstehen von Fehlstellen, wie etwa ungehärteten
Stellen, verhindert wird.
Schließlich wird bei der Härtevorrichtung
für Stahlrohre eine abnormale Biegung des Stahlrohrs
im zylinderförmigen Aufbau während der Abkühlung
bzw. die daraus resultierende übermäßige Belastung eines
Klemmarms als eine Zunahme des Drucks eines Fluids
in einem Hydraulikzylinder zur Betätigung des Klemmarms
ermittelt. Der Klemmarm wird freigegeben, so daß das Gehäuse
gegenüber dem Deckel auf der Basis des ermittelten
Werts entriegelt wird. Dadurch ist es möglich, eine Beschädigung
der Klemmeinrichtung einschließlich der Klemmarme,
Gelenke und Hydraulikzylinder zu verhindern. Da
die Klemmeinrichtung keine großen Abmessungen erfordert,
um übermäßig großen Belastungen standzuhalten, können
die Abmessung und das Gewicht der gesamten Vorrichtung
reduziert werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Härtevorrichtung
ist eine Anzahl von Gehäusen, von denen
jedes die untere Hälfte eines zylinderförmigen Aufbaus
zur Aufnahme eines zu härtenden Stahlrohrs bildet, längs
des Umfangs in gleichen Intervallabständen auf einem Rotor
montiert, welcher um eine horizontale Achse drehbar
ist, und ist ein Deckel, der mit einem der Gehäuse in
der Eingriffsstellung den zylinderförmigen Aufbau bildet,
oberhalb des Rotors vertikal bewegbar angeordnet.
Nach Abheben des Deckels von einem der Gehäuse, welches
sich in einer Position befindet, bei dem die Innenseite
nach oben weist, wird der Rotor um einen vorgegebenen
Winkel gedreht. Da das Gehäuse, welches ein gehärtetes
Stahlrohr aufweist, mit Drehung des Rotors gekippt wird,
fällt das Stahlrohr aus dem Gehäuse heraus. Gleichzeitig
wird das nachfolgende Gehäuse in die Position geschwenkt,
wo die Gehäuseinnenseite nach oben weist. Das Herausfallen
eines gehärteten Stahlrohrs aus einem Gehäuse kann
im wesentlichen zur gleichen Zeit durchgeführt werden,
wie der Vorgang des Einführens eines nachfolgenden heißen 00787 00070 552 001000280000000200012000285910067600040 0002003138274 00004 00668
Stahlrohrs in das nachfolgende Gehäuse. Dadurch wird die
sogenannte Totzeit minimiert, wodurch wiederum die Betriebsgeschwindigkeit
oder Produktionsgeschwindigkeit
der Vorrichtung verbessert wird. Falls eine Vielfalt
von Gehäusen, welche derart bemessen sind, daß sie mit
Stahlrohren mit großem, mittlerem und kleinem Durchmesser
übereinstimmen, auf dem Rotor montiert sind, ist die
Vorrichtung an Stahlrohren mit unterschiedlichen Durchmessern
angepaßt, ohne daß ein Gehäuse gegen ein anderes
Gehäuse ausgetauscht werden muß. Dadurch wird die Haltezeit
minimiert, wodurch wiederum die Betriebsgeschwindigkeit
der Vorrichtung verbessert wird.
Claims (21)
1. Vorrichtung zum Härten von Stahlrohren durch Abkühlen
der Rohre mit einem flüssigen Kühlmittel, mit
- - einem langgestreckten Aufbau mit einem Gehäuse, das einen Innenraum für die Aufnahme des Stahlrohres bildet,
- - einer innerhalb des Aufbaus angeordneten Stützeinrichtung, durch die das Stahlrohr achsparallel zum Aufbau abgestützt ist, und
- - einer angrenzend an einem Ende des Aufbaus angeordneten Einspritzeinrichtung zum Einspritzen des Kühlmittels in und um das Stahlrohr in dessen Längsrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der langgestreckte Aufbau (12)
- - zylinderförmig ist,
- - einen zugeordneten, entsprechend geformten Deckel (41) besitzt, nach dessen Abnahme vom Gehäuse (21) das Stahlrohr (11) in den Aufbau (12) einlegbar und aus diesem herausnehmbar ist, und
- - innerhalb eines mit dem flüssigen Kühlmittel gefüllten Kühlbehälters (10) im wesentlichen horizontal angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzeinrichtung (14)
- - eine auf ein Ende des zylinderförmigen Aufbaus (12) zuweisende Außendüse (74 a) mit einem Innendurchmesser, der etwa gleich dem Innendurchmesser des zylinderförmigen Aufbaus (12) ist, und
- - eine innerhalb der Außendüse (74 a) angeordnete Innendüse (74 b) aufweist, die auf ein Ende des im zylinderförmigen Aufbau (12) aufgenommenen Stahlrohrs (11) weist und einen Innendurchmesser hat, der etwa gleich dem Innendurchmesser des Stahlrohrs (11) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innendüse (74 b) axial bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außen- und die Innendüse (74 a, 74 b)
jeweils mit Zufuhrleitungen für das flüssige Kühlmittel (79)
verbunden sind und daß in jeder der Leitungen ein
Durchflußsteuerventil angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) einen halbkreisförmigen,
sich vertikal nach oben öffnenden Querschnitt und der
Deckel (41) einen halbkreisförmigen, sich vertikal nach
unten öffnenden Querschnitt aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) über mehrere Arme
(20) auf einer drehbaren, parallel zum zylinderförmigen
Aufbau (12) angeordneten Welle (17) montiert ist, so daß
das Stahlrohr (11) aus dem Gehäuse (21) fällt, wenn das
Gehäuse durch eine Drehung der Welle (17) nach unten
gedreht wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß am Boden des Kühlbehälters (10) mehrere Schienen
(70) zur Aufnahme des aus dem Gehäuse (21) fallenden
Stahlrohrs (11) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (41) über mehrere Arme (40) auf einer
weiteren drehbaren, parallel zum zylinderförmigen Aufbau
(12) angeordneten Welle (37) montiert ist, so daß bei
einer Drehung dieser Welle (37), durch die der Deckel (41)
vom Gehäuse (21) weg nach oben gedreht wird, das Gehäuse
(21) mit dem Stahlrohr (11) beladbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung zum Verklemmen des Gehäuses (21) mit dem
Deckel (41), mit
- - einem Paar Flansche (22 a), die sich radial von den offenen Rändern und in Längsrichtung des Gehäuses (21) erstrecken,
- - einem Paar Flansche (42 a), die sich radial von den offenen Rändern und in Längsrichtung des Deckels (41) erstrecken, und
- - wenigstens einem Paar gelenkig an der Außenfläche des Deckels (41) gelagerten Klemmarmen (53), die je an einem Ende eine Klaue aufweisen, die mit dem Flansch (22 a) des Gehäuses (21) an der unteren Fläche zum Verklemmen des Gehäuses (21) mit dem Deckel (41) zusammenwirkt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Klemmarm (53) an der Mitte gelenkig an einem Bügel
(52) angeordnet ist, der an der Außenfläche des Deckels
(41) befestigt ist, und daß das andere Ende des Klemmarms
(53) gelenkig mit einem Kolben (54 a) eines an der Außenfläche
des Deckels (41) angeordneten Hydraulikzylinders
(54) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die untere Fläche eines jeden Flansches (22 a) des
Gehäuses (21) schräg nach oben gegen den Rand des Flansches
(22 a) verläuft und daß die obere Fläche der Klaue
des Klemmarms (53) entsprechend schrägverlaufend ausgebildet
ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Betätigung des Hydraulikzylinders (54) ein hydraulischer
Schaltkreis vorgesehen ist, der zur Ermittlung des
Drucks im Hydraulikzylinder (54) einen Detektor aufweist,
der bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks ein Alarmsignal
erzeugt, das einen Rückhub des Hydraulikzylinders
(54) zur Freigabe des Klemmarms (53) auslöst.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (21) und der Deckel (41) an den offenen
Rändern Anlageflächen aufweisen, von denen eine mit einer
sich in Längsrichtung erstreckenden Aussparung (50) versehen
ist, und daß ein elastomeres Dichtglied (51) in der
Aussparung derart aufgenommen ist, daß es teilweise aus
der Aussparung (50) gegen die andere Anlagefläche vorsteht.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (21) eine langgestreckte halbzylinderförmige
Außenschale (22) und eine langgestreckte halbzylinderförmige
Innenschale (23) aufweist, welche wegnehmbar
innerhalb der Außenschale (22) angeordnet ist, daß die
Stützeinrichtung (35) innerhalb der Innenschale (23) angeordnet
ist und daß der Deckel (41) einen langgestreckten halbzylinderförmigen
Außendeckel (42) und einen langgestreckten
halbzylinderförmigen Innendeckel (43) aufweist, welcher
wegnehmbar innerhalb des Außendeckels (42) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenschale (23) mit wenigstens einem sich radial
erstreckenden Keil (27) und die Außenschale (22) mit wenigstens
einem Halter (26) versehen ist und daß die
Innenschale (23) in Längsrichtung gegenüber der Außenschale
(22) verschiebbar ist, so daß der Keil (27) in und
außer Eingriff mit dem Halter (26) bringbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zum Verschieben der Innenschale (23)
gegenüber der Außenschale (22) vorgesehen ist, die
- - eine am anderen Ende der Innenschale (23) befestigte Stirnplatte (28),
- - einen an der Stirnplatte (28) befestigten Stift (30), der sich senkrecht zur Längserstreckung der Innenschale (23) erstreckt,
- - einen Schwinghebel (31), der mit dem Stift (30) in Eingriff steht und längs der Innenschale (23) schwingbar ist, und
- - einen Hydraulikzylinder (34) mit einem Kolben (34 a) aufweist, der gelenkig mit dem Schwinghebel (31) verbunden ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwinghebel (31) einen mit dem Stift (30) zusammenwirkenden
Schlitz (31 a) mit einer Breite größer als der
Stiftdurchmesser aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zur Verriegelung des Außen- und Innendeckels
(42, 43) vorgesehen ist, die
- - einen sich vom oberen Abschnitt des Innendeckels (43) vertikal nach oben erstreckenden Verriegelungsstift (44) mit einer am oberen Ende ausgebildeten Durchgangsöffnung (44 a),
- - eine im oberen Abschnitt des Außendeckels (42) ausgebildeten Öffnung (45) zur Durchführung des Verriegelungsstifts (44) und
- - einen am oberen Abschnitt des Außendeckels (42) bewegbar angeordneten Keil (46) aufweist, der in die Durchgangsöffnung (44 a) des Verriegelungsstifts einsteckbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
- - eine sich längs des zylinderförmigen Aufbaus (12) erstreckende Drehwelle (85),
- - einen Antrieb (99 bis 101) für eine intermittierende Drehung der Drehwelle (85),
- - wenigstens einen fest auf der Drehwelle (85) angeordneten Rotor (87), der sich radial und rings um die Drehwelle (85) erstreckt,
- - wobei mehrere Gehäuse (21) auf dem Rotor (87) derart angeordnet sind, daß sie sich parallel zur Drehwelle (85) erstrecken und sich radial nach außen öffnen, und
- - wobei der Deckel (41) oberhalb der Drehwelle (85) vertikal bewegbar angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Dämpfungseinrichtung in Form eines nachgiebigen
Elements (95) zwischen dem Gehäuse (21) und dem Rotor (87)
angeordnet ist.
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