SE517224C2 - Sätt och anordning för presshärdning - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 7; 224 === - - , _ - . . . ..

PROBLEMLÖSNING Den till grund för uppfinningen liggande målsättningen uppnås beträffande sättet om detta ges kännetecknen att ett av pressorganen rör sig i höjdled genom transportbanan när föremålen hålls kvar respektive frigörs.

Beträffande anordningen uppnås målsättningen om den ges kännetecknen att ett av pressorganen är rörligt i höjdled genom transportbanan för kvarhållning och frigöring av föremålen.

SAMMANSTÄLLNING ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfmningen skall nu beskrivas närmare med utgångspunkt från bifogade ritningar. På dessa visar: fig l en rak sidovy av pressen i öppet läge när detaljerna matas in; frg 2 en detaljvy av pressen enligt fig l; fig 3 en vy enligt frg 2 när pressen är i stängt läge; och fig 4 en vy rakt underifrån av den övre pressplattan. fig 5 en vy motsvarande fig 2, men sedd i riktning för pilen A.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Den föreliggande uppfinningen avser en press- och kylanordning, som ingår i en större anläggning för härdning. Anläggningen har en ugn för upphettning av de föremål som skall härdas. I ugnen omges föremålen av en kontrollerad atmosfär, vilken exempelvis består av en blandning av kväve och metanol.

F öremålen transporteras genom ugnen under en viss tidsrymd, varefter de förs in i en press 1 för avkylning där pressen har ett bestämt presstryck. Denna press 1 utgör det egentliga uppfinningsföremålet. Efter det att föremålen kylts, transporteras de vidare genom en tvättanordning och slutligen genom en anlöpningsugn, innan de matas ut och kontrolleras med avseende på tjocklek och planhet.

Pressen 1, som visas i fig 1, har en tank 7 för ett kylmedium och en press- anordning, som är anordnad ovanför denna. Tanken 7 vilar på ett antal ben 21, som i sin tur har kontakt med underlaget. Benen ingår i ett stativ för upp- 10 15 20 25 30 35 40 -517 224 .nu n v 0 0 " o ø I 0 " 3 finningsföremålet. På pressens ovansida finns ett i stativet fast anordnat lock 12. Genom locket 12 sträcker sig ett antal styrstänger ll som är uppåt och nedåt rörliga relativt stativet. Styrstängernas 11 nedre ändar är förbundna med en platta 18, som är rörlig tillsammans med styrstängerna ll. Plattan 18 är förbunden med ett övre pressorgan 2. Avståndet mellan dem är ställbart, för att kunna anpassas till metallföremålens tjocklek, men är konstant under en arbetscykel. Ett undre pressorgan 3 är rörligt förbundet med plattan 18 via ett antal stänger 17, som sträcker sig uppåt från det undre pressorganet 3 och förbi det övre pressorganet 2 till plattan 18. Det undre pressorganet 2 rör sig mot det övre 3 vid kvarhållning av metallföremålen, och bort från detta vid frigöring av dessa. Föremålen transporteras in och ut ur pressen i pilens A riktning på en transportbana, som i den föredragna utföringsforrnen utgörs av en serie rullar 4, en rullbana 23.

I fig l visas pressen 1 från sidan i sitt öppna läge. F öremålen som skall härdas transporteras längs rullbanan 23 in i transportriktningen A till dess att de hamnar mellan det övre pressorganet 2 och det undre pressorganet 3. Före- målen som skall härdas hettas upp under transporten fram till pressen 1. När upphettningen är tillräcklig hålls föremålen kvar mellan de båda pressorganen 2, 3 genom att delar av dessa bringas i kontakt med varandra och kyls genom att de båda pressorganen 2, 3 sänks ner tillsammans med föremålen i ett kyl- medium i tanken 7 rakt under pressen. När pressorganen 2, 3 åter höjts upp till det ursprungliga läget, frigörs föremålen och transporteras vidare i transport- riktningen A.

I detalj innebär detta att uppfinningen visar ett nytt sätt för härdning av plana metallföremål. Metallföremålen är många till antalet och kan ha en mängd olika former om man låter den enda begränsningen vara att deras utsträckning i planet är större än utsträckningen i höjdled, dvs metallföremålen är plana med en väsentligen konstant tj ocklek. Tj ockleken är väsentligen lika stor hos de föremål som härdas vid ett tillfälle. Det är möjligt att ändra den tillåtna tjockleken, men föremålen skall vara av samma tjocklek om de skall härdas samtidigt. Någon anpassning till föremålens yttre kontur, utöver inställningen av tjockleken behöver inte göras.

För att metallföremålen inte skall hamna delvis utanför de båda pressorganen 2, 3 vid härdningen fordras en viss noggrannhet vid inmatningen av före- målen. Föremålen placeras därvid inom en ram eller zon med förutbestämda yttermått. I den föredragna utföringsfornien är zonen en kvadrat med måtten 55x55 cm. När zonen med dessa mått fyllts med föremål har ett s k "lägg" åstadkommits. Innan nästa uppsättning föremål, eller nästa "lägg", kan place- 10 15 20 25 30 35 40 non 00 4 ras ut måste en bestämd tidsrymd förflyta. Med fördel är anläggningen för- sedd med tidur och signallampor, som signalerar till operatören när ett nytt "lägg" kan matas in. Tidsrymden bestäms av rullbanans hastighet och av den tid som krävs för ansättning av pressorganen 2, 3, kylning och borttransport av ett "lägg". Det tidigare "lägget" har alltså matats ut ur pressen strax innan nästa "1ägg" når fram. För att styra när pressen skall klämmas ihop, finns sensorer, som känner av när föremålen i "lägget" nått tillräckligt långt fram för att en hopklämning och kylning skall vara både möjlig och lämplig.

Innan föremålen når fram till pressorganen 2, 3 hettas föremålen upp till en lämplig temperatur under en lämplig tid. Temperaturen och upphettningstiden bestäms av det använda materialet, föremålens dimension samt av det önskade slutresultatet. Denna typ av beräkningar och lämplighetsåtgärder är kända sedan tidigare, och kommer inte att beskrivas närmare. Upphettnings- tiden kan typiskt sett variera mellan 5 och 30 minuter.

Uppvärmningstiden t, rullbanans hastighet v och transportsträckan s genom ugnen är relaterade till varandra genom det välkända sambandet s = v-t. Rull- banans hastighet v avgörs således av den önskade uppvärmningstiden t, efter- som transportsträckan s är konstant för varje anläggning. På motsvarande sätt beräknas avståndet mellan "läggen“, när rullbanans hastighet v och tiden för kylning är fastlagda.

När föremålen på rullbanan transporterats in mellan de två pressorganen 2, 3 höjs det undre pressorganet 3 mot det övre 2. Skillnaden mellan det nedre läget och det upphöjda läget hos det undre pressorganet 3 framgår vid en jäm- förelse av fig 2 och 3. Det undre pressorganet 3 passerar vid ansättningen del- vis genom och uppåt förbi transportanordningen i höjdled, som i den före- dragna utföringsformen består av rullama 4 på korta avstånd från varandra.

Vid kvarhållningen av metallföremålen har dessa således kontakt endast med de övre och undre pressorganen 2, 3, eventuellt endast med det undre. Före- målen har ingen kontakt med transportrullarna 4. Presskraften på det undre pressorganet ligger i den föredragna utföringsfonnen omkring 7000 Newton. Även i detta skede omges metallföremålen av den kontrollerade atmosfären, som i den föredragna utföringsfonnen innehåller kväve och metanol.

När pressorganen 2, 3 förts i kontakt med varandra och föremålen hålls kvar mellan dem kyls både pressorgan 2, 3 och föremål. Avkylningstemperaturen och tiden för kylning bestäms på samma sätt som motsvarande parametrar vid upphettning. I härdningssättet enligt uppfinningen hålls föremålen kvar mellan det övre och det undre pressorganet 2, 3. Redan när pressorganen 2, 3 10 15 20 25 30 35 40 Fo :Q -lä :nu en 5 går ihop riktas föremålen, så att de blir plana. Båda pressorganen 2, 3 sänks sedan ner i tanken 7 med kylmedium rakt under pressen 1, och de transport- rullar 4 som befinner sig inuti pressen l följer med pressorganen 2, 3 ner i kylmediet. Eftersom föremålen hålls fastspända mellan pressorganen 2, 3 under nerkylningen, så behåller de sin ursprungliga form och planhet. Före- målen har dock vissa möjligheter till rörelser i planet, men inte i tjockleks- riktningen. Detta innebär att föremål som är skeva riktas, efiersom utrymmet mellan pressorganen 2,3 är begränsat.

När nerkylningen är fullständig lyfts de båda pressorganen 2, 3 och rullama 4 upp ur tanken 7 och föremålen frigörs genom att de två pressorganen 2, 3 av- lägsnar sig från varandra genom att pressen öppnas med hjälp av hydralik och krafter från ett antal fjäderorgan 8. Det undre pressorganet 3 rör sig därvid nedåt till ett läge under transportorganet 4. De härdade detaljema är då fria för vidare transport ut ur pressen 1 längs den utgående rullbanan 23.

Anordningen visas i detalj i fig 2 och 3. Transporten av föremålen som skall härdas äger rum på en transportanordning som består av ett stort antal rullar 4 på korta inbördes avstånd från varandra. Rullama roterar medurs i figuren, så att ett föremål som vilar ovanpå dem transporteras i riktningen A, dvs mot höger i figurema. Rullama 4 är väsentligen cylindriska. För en problemfri transport av föremålen är det önskvärt att rullama 4 inte är skeva eller oav- siktligt ges plana partier utefter sin mantelyta. Drivningen av rullama 4 sker företrädesvis med hjälp av kedjor. Rullama 4 är anordnade i uppstödnings- anordningar 10 på hållarorgan 22, vilka visas i fig 5. Hållarorganen 22 sträcker sig nedåt från plattan 18 på ömse sidor av pressorganen 2, 3. Hållar- organen 22 och uppstödningsanordningama 10 följer med i plattans 18 rörel- ser uppåt och nedåt, vilket också innebär att rullama 4 sänks tillsammans med pressorganen 2, 3.

Avståndet mellan rullama är i samma storleksordning som rullarnas diameter.

Det är väsentligt att avståndet mellan rullama 4 inte är så stort att föremålen som skall härdas riskerar att ramla ner mellan dem, eller att tippa nedåt och fastna mellan rullama 4 med åtföljande driftstopp. Ett stort antal rullar med en, i förhållande till de föremål som skall härdas, liten diameter är därför att föredra.

Detaljerna transporteras på rullbanan 23 medan de upphettas. Under upphett- ningen omges, som nämnts ovan, föremålen företrädesvis av en blandning av kväve och metanol. Upphettningen sker med fördel i ett slutet tunnellilmande utrymme. När detalj ema är färdigupphettade och har nått fram till pressen 1 10 15 20 25 30 35 40 man o n n 0 I " om 6 transporteras de vidare på transportrullarna 4 in mellan det övre pressorganet 2 och det undre pressorganet 3. Det undre pressorganet 3 är försett med en rad långsträckta stödorgan eller linjaler 5, vars bredd eller tjocklek överens- stämmer med eller något understiger avståndet mellan rullama 4 på ett sådant sätt att linjalerna 5 kan passera upp mellan rullama 4. När det undre press- organet 3 rör sig uppåt tillåts en passage av stödorganen 5 mellan rullama 4. Överkanten av stödorganen 5 kommer således vid pressningen att befinna sig ovanför transportrullamas 4 övre begränsningsytor, vilket innebär att före- målen inte längre har kontakt med transportrullama 4. Fördelen med detta är att risken för att rullama skall plattas till eller bli skeva vid pressningen elimi- neras. Det övre pressorganet 2 är försett med en rad nedåt riktade, långsträckta rillor 6, vilka är avsedda för kontakt med de föremål som skall härdas.

Det undre pressorganet 3 förs mot det övre pressorganet 2 och håller kvar föremålen däremellan. Utefter två motstående kantpartier på det övre press- organet 2 är anordnat ett distanselement 24 vardera. Distanselementen 24 är långsträckta och utbytbara. Ett utbyte av distanselementen 24 innebär att distanselement 24 av olika, men parvis lika, höjd anordnas på det övre press- organet 2. Vid kontakt mellan det undre 3 och det övre pressorganet 2 är distanselementen 24 de delar som avgör hur nära varandra de två press- organen 2, 3 förs. Distanselementen 24 väljs så att avståndet mellan de två pressorganen 2, 3, innanför distanselementen 24, alltid är något större än den maximalt tillåtna tjockleken på föremålen. Därigenom läggs inte fullt press- tryck på metallföremålen. När föremålen är skeva och måste riktas, utsätts de för ett visst tryck fram till dess att de rätats ut tillräckligt. Deras totala ut- sträckning i höjdled ligger då innanför den maximalt tillåtna. För att hänga upp det undre pressorganet 3 och manövrera detta uppåt och nedåt, är anord- nat ett antal stänger 17, som sträcker sig uppåt från det undre pressorganet 3, förbi det övre pressorganet 2 till plattan 18 som i sin tur är förbunden med styrstängema 1 1. Det undre pressorganets 3 spännkraft ges av ett antal, i den föredragna utföringsformen sex stycken fjäderorgan 8 som drar det undre pressorganet 3 uppåt till dess att ett antal stopporgan 9 stoppar den uppåt- riktade rörelsen. Stopporganen 9 har i den föredragna utföringsfonnen formen av ringar som är anordnade på de stänger 17 som förbinder den undre pressplattan 3 med plattan 18. Stopporganen 9 stoppar rörelsen när de kommer i kontakt med hylsoma 19, som är anordnade på undersidan av plattan 18.

I detalj är förloppet för att föra pressorganen 2, 3 mot varandra sådant att plattan 18 förs nedåt av ett antal (ej visade) hydraulcylindrar. När fjädrarna 8 10 15 20 25 30 35 40 517. .22ïf §..ï5..f'i..*':;ï' ' ' 7 förlorar kontakten med locket 12, förs de två pressorganen 2, 3 i kontakt med varandra med hj älp av fjäderkrafter från fjädrarna 8. Omvänt kommer de två pressorganen 2, 3 att skiljas från varandra när fjädrarna 8 med hjälp av hydrauliken åter kommer i kontakt med locket 12.

Det övre pressorganet 2 och det undre pressorganet 3 är inte enbart rörliga i förhållande till varandra, utan kan också förflyttas som en enhet i höjdled.

Detta sker vid avkylningen av de föremål som skall härdas. Därvid följer också transportrullarna 4 i uppstödningsanordningarna 10 med i kylmediet.

Kylmediet är anordnat i tanken 7, och består exempelvis av en olja. Kylmedi- et cirkulerar i tanken 7 och även utanför denna för att kylas. Tankens 7 volym är i storleksordningen 1 m3 och den utanför tanken 7 anordnade cirkulations- anordningen (ej visad) är i storleksordningen 2 m3 . På detta sätt kan en i det närmaste konstant temperatur upprätthållas i kylmediet. Vid behov, t ex när anläggningen stått stilla under en period, kan kylmediet även värmas till en lämplig temperatur. För att pressorganen 2, 3 och transportrullama 4 skall sänkas och höj as vertikalt är styrstängema ll anordnade från det övre press- organet 2 och upp genom pressens 1 ovansida 12. På detta sätt säkerställs en linjär rörelse. Styrstängema ll utgörs i den föredragna utföringsformen av fyra härdade axlar, som löper genom kulbussningar 16 i pressens 1 ovansida 12. För att stoppa den uppåtriktade rörelsen hos pressorganen 2, 3 är det an- ordnat ett eller flera mekaniska stopp 20 på ovansidan av plattan 18. När dessa underifrån kommer i kontakt med pressens 1 ovansida 12 stoppas rörel- sen.

För att tillåta kylmedlet att fullständigt omge föremålen som skall härdas är det övre pressorganet 2, som i den föredragna utföringsforrnen är en press- platta, försedd med ett stort antal hål 13, genom vilka kylmedlet passerar.

Detta syns bäst i fig 4, där den övre pressplattan 2 visas underifrån. I denna figur syns även rilloma 6 i den övre pressplattan 2. Plattan 2 är omsorgsfullt fräst, slipad och nitrokarburerad för att hålla sig plan, trots upprepade upp- värnmingar och nerkylningar.

Efter nerkylningen frigörs som tidigare beskrivits det undre pressorganet 3 från det övre med hjälp av hydraulcylindrar, tryckluft eller andra lämpliga kraftorgan, som motverkar kraften hos fjäderorganen 8. Dessa kraftorgan visas inte på ritningama. De två pressorganen 2, 3 skiljs åt och de långsträckta stödorganen 5 sjunker ner mellan transportrullarna 4, och föremålen återfår kontakten med transportrullama 4. Därefter förs föremålen på transport- rullarna 4 ut ur pressen. För att kontrollera detalj emas planhet och yttennått kan man med fördel låta detaljerna passera genom en såsom en tolk funge- 10 15 20 25 30 5171224 8 rande spalt, en s k brevlåda, vars höjd motsvarar den maximalt tillåtna höjden hos detaljerna inklusive eventuella skevheter. De detaljer, som blivit skeva eller som är alltför höga, kommer därvid att fastna i spalten och kan sorteras bort.

Det övre pressorganet 2 är sfäriskt upphängt i den mittersta styrstången 14.

Den mittersta styrstången 14 är också försedd med ett handtag 15 för inställ- ning av höjden på pressläget, dvs avståndet mellan de två pressorganen 2, 3 vid pressning. För detta ändamål är ett parti av styrstången 14 gängad, i likhet med dess genomföring genom plattan 18. Styrstången 14 sträcker sig vidare genom en bussning i locket 12. Styrstången 14 är således rörlig genom locket 12.

ALTERNATIV UTFÖRINGSFORM Uppfinningen kan modifieras så att de två pressorganen 2, 3 inte helt förs samman, förrän föremålen befinner sig ett kort stycke ner i kylmediet. I prak- tiken åstadkommes detta genom att två hydraulkolvar anordnas så att de mot- verkar eller fördröjer frigörandet av fjädrarna 8. Pressorganen 2, 3 hinner då sänkas ett kort stycke ned i kylmediet innan fjäderkrafterna för dem i kontakt med varandra. En fullständig kontakt mellan föremålen och kylmediet erhålls, eftersom presstrycket inte förhindrar kylmediet från att tränga in mellan pressorganen 2, 3 och föremålen. En mycket kort tidsrymd efter det att före- målen sänkts ned i kylmediet ansätts pressorganen 2, 3. Detta innebär att föremålen inte kyls alltför mycket utan presstryck. Istället skerden allra största delen av kylningsförloppet, som tidigare, under tryck.

Uppfinningen kan också modifieras för en användning där metallföremålen i genomsnitt utsätts för ett avsevärt högre tryck. Detta sker genom att man använder distanselement 24 som är lika höga eller lägre än föremålens maxi- malt tillåtna tjocklek. Detta förfaringssätt kan dock medföra märken i de härdade metallföremålen, och metoden lämpar sig därför endast vid lägre krav på ytfinish.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 40 u o o o a u v n u nu. nu 51 7 :2 24 9 PATENTKRAV

1. Sätt att härda plana metallföremål, innefattande stegen att minst ett metallföremål hettas upp, att föremålen transporteras längs en transportbana, att föremålen transporteras in mellan ett övre (2) och ett undre (3) pressorgan, att de två pressorganen (2, 3) närmar sig varandra till dess att delar av press- organen (2, 3) trycks mot varandra, samtidigt som föremålen hålls kvar mellan pressorganen, att föremålen kyls i ett kylmedium samt att föremålen frigörs och transporteras bort från pressorganen (2, 3), k ä n n e t e c k n at av, att ett av pressorganen (2, 3) rör sig i höjdled genom transportbanan när föremålen hålls kvar respektive frigörs.

2. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at av, att såväl transportbanan mellan pressorganen (2, 3) och pressorganen (2, 3) som föremålen förs ner i kylmediet medan pressorganen (2, 3) håller fast föremålen.

3. Sätt enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av, att pressorganen (2, 3) trycks mot varandra innan kylningen i kylmediet påbörjas.

4. Sätt enligt kravet l eller 2, k ä n n e t e c k n at av, att kylningen i kylmediet påbörjas innan pressorganen (2, 3) trycks mot varandra.

5. Sätt enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av, att transporten av föremålen sker med hjälp av roterande rullar (4).

6. Sätt enligt kravet 5, k ä n n e te c k n at av, att delar av ett av press- organen (2, 3) passerar mellan rullama (4).

7. Anordning för härdning av plana metallföremål, innefattande en anord- ning för upphettning av föremålen, en transportbana för transport av före- målen, ett övre (2) och ett undre (3) pressorgan och en kylanordning (7) inne- fattande ett kylmedium, k ä n n e t e c k n a d av, att ett av pressorganen (2, 3) är rörligt i höjdled genom transportbanan för kvarhållning och frigöring av föremålen.

8. Anordning enligt kravet 7, k ä n n e te c k n a d av, att transportbanan mellan pressorganen (2, 3) och pressorganen (2, 3) är nedsänkbara i kylmediet tillsammans med de fasthållna föremålen.

9. Anordning enligt kravet 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d av, att trans- portbanan innefattar ett stort antal roterbart anordnade rullar (4). u ø ; | o u o u u u u . 517 224 _. .. _. 10

10. Anordning enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a d av, att rullama (4) är anordnade på sådana avstånd från varandra att passage av delar av ett av pressorganen (2, 3) är tillåten.

11. Användning av en anordning enligt något av kraven 7-10 for härdning av plana metallföremål.