Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen bzw. Abschrecken von metallischem Gut Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Küh len von metallischem Gut, beispielsweise Temper- gusstücken bekannt, bei denen das Gut, insbesondere wenn es sich um Massenware handelt, satzweise aus einem Glühofen entnommen und sodann in ein Kühl- bzw. Abschreckbad befördert wird, aus welchem das Gut nach beendeter Abschreckung entnommen wird, um weiteren Fabrikationsstationen zugeführt zu wer den.
Dabei kann es leicht vorkommen, dass in dem Abschreckbad Anhäufungen des satzweise bzw. char- genweise eingebrachten Gutes entstehen, wodurch ein freier Zutritt des Kühlmittels zu den sich überdecken den Gutstücken mehr oder weniger behindert wird, so dass einzelne Gutstücke nicht der erforderlichen Gleichmässigkeit bzw. unzureichend abgeschreckt werden. Die Folge hiervon ist häufig Ausschuss.
Es sind auch Kühlverfahren bzw. Vorrichtungen bekannt, bei denen das Gut in Traggestellen, Trag körben oder sonstigen Tragvorrichtungen behandelt bzw. transportiert wird, .und zwar sowohl im Glüh- ofen als auch auf dem Wege zu der Kühleinrichtung und durch das Kühlmittel hindurch.
Auch bei diesen bekannten Einrichtungen ist eine völlig gleichmässige Abkühlung aller Gutstücke nicht gewährleistet, da die in grösserer Menge in dem Tragkorb oder Trag gestell befindlichen Gutstücke hinsichtlich des Zutritts des Kühlmittels nicht alle .eine gleich günstige Lage einnehmen können. Beispielsweise erfahren die zuerst von dem Kühlmittel getroffenen Gutstücke eine stär kere, die anschliessend beaufschlagten Stücke eine schwächere Kühlwirkung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile ein Ver fahren sowie Vorrichtungen, zu deren Durchführung zum Kühlen bzw. Abschrecken von metallischem Gut durch ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel bei chargenweisem Durchsatz des Gutes zu schaffen, bei welchem das Gut während des Transportes zur bzw. von der Kühleinrichtung und während der Behand lung in dieser auf Tragvorrichtungen gestapelt ist.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird das Gut lose gestapelt und mitsamt der Tragvorrichtung in der Kühleinrichtung innerhalb des Stromes eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels gedreht.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens dient eine Vorrichtung, die aus einer zu einer unter- oder oberhalb eines Kühlraumes liegenden Stelle führenden Transportvorrichtung zur Förderung des Gutes, das in für das Kühlmittel durchlässigen Traggestellen lose gestapelt ist besteht, und aus einer Hebe- und Senkvorrichtung,
mittels welcher die mit dem Gut gefüllten Traggestelle in Iden Kühlraum ein und aus diesem ausbringbar sind, sowie aus Mitteln, durch welche die Traggestelle innerhalb des Kühl raumes drehbar sind, wobei der Kühlraum in Form eines vom Kühlmittel durchströmten Kanals ausge- bildet ist, dessen Seitenwände - in dem dem Trag gestell gegenüberliegenden Bereich - das sich dre hende Traggestellt mit geringem Abstand umgeben.
In folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert<B>:</B> In den Fig. 1 und 2 ist der Kühlraum mit 1 bezeichnet. Unterhalb dieses Kühlraumes ist eine Transportvorrichtung 2 ange- ordnet, die im Falle des Ausführungsbeispieles als Rollgang ausgebildet ist.
Mittels dieser Transportvor- richtung wird das auf den Tragrosten 3 gestapelte Gut 4 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ofen der Kühlvorrichtung chargenweise zugeführt. Die Tragroste können aus einem gitterförmigen Un tersatz für den Gutstapel bestehen oder auch als korbartige Traggestelle gestaltet sein, wobei sie so auszubilden sind, dass sie den Zutritt des Kühlmittels zu dem Gut möglichst wenig behindern.
Um die Tragroste 3 aus dem unterhalb des Kühl raumes 1 befindlichen Zuführungsraum 5 in den Kühlraum einbringen und aus demselben wieder herausbringen zu können, ist eine Hebe- und Senk vorrichtung 6, 7, 8 vorgesehen. Diese Vorrichtung besteht im Falle des Ausführungsbeispiels aus einem hydraulischen Zylinder 6, der über eine Kolbenstange 7 mit einem Traggerüst 8 in Verbindung steht. In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung befindet sich die Hebe- und Senkvorrichtung mit ihrem Traggerüst 8 in angehobener Lage, d. h. das Traggerüst 8 befindet sich im Kühlraum 1. Bei 8a ist die Lage des Trab gerüstes in abgesenkter Stellung der Hebe- und Senk- vorrichtung angedeutet.
Die Mittel, mit denen die Tragroste 3 von dem Traggerüst 8 bzw. 8a erfasst und in diesem sicher gehalten werden, können an sich bekannter Art sein.
Der Kühlraum 1 ist in Form eines Kanals ausge bildet, dessen Seitenwände bei 17 als konzentrisch zur senkrechten Mittellinie des Kühlraumes ange ordnete Zylinderflächen ausgebildet sind.
Innerhalb des Kühlraumes befindet sich eine kä- figartige Konstruktion, im folgenden kurz Käfig 18 bezeichnet, dessen Umrisse im Grundriss (Fig. 2) kreisförmig gestaltet sind und verhältnismässig dicht an die zylindrischen Teile 17 der Seitenwände des Kühlraumes heranreichen.
Dieser Käfig 18 ist zur Aufnahme des Traggerü stes 8 mit dem darin befindlichen Gut 4 eingerichtet und besteht im wesentlichen aus einer oberen 20 und einer unteren 21 Platte, die durch radialgerichtete, als Leitbleche 22 für das Kühlmittel ausgebildete Stege miteinander verbunden sind. Mittels der Füh rungen 23 ist das Traggerüst 8 sicher in dem Käfig 18 geführt bzw. gehalten.
Der Käfig 18 ist bei 19 um seine senkrechte Mittelachse drehbar gelagert und kann durch An triebsmittel, beispielsweise einen Elektromotor 9 über ein Zahnradgetriebe 10 in Umdrehung gesetzt wer den, wobei er das Traggerüst 8 mitnimmt. Um zu vermeiden, dass die Kolbenstange 7 der Hebe- und Senkvorrichtung die Drehbewegung mitmachen muss, kann das Traggerüst 8 drehbar an der Kolbenstange befestigt sein.
Mit 13 sind in der Fig. 1 durch hydraulische Zylinder 14 und nicht näher bezeichnete Hebel betä- tigbare Bodenklappen des Kühlraumes bezeichnet, durch welche dieser von unten abschliessbar ist. Wei ter sind im Kühlkanal 15 (in der Zeichnung rechts vom Kühlraum) Jalousieklappen 11 zur Regulierung des Kühlmittelstromes angeordnet, die durch eine Antriebsvorrichtung mit einem hydraulischen Zylin der 12 geöffnet und geschlossen werden können.
Im folgenden wird der Betrieb und die Wirkungs weise der vorbeschriebenen Vorrichtung erläutert. Sobald das Gut 4 mittels der Hebevorrichtung 6, 7, 8 in den Kühlraum 1 eingefahren ist, werden die Boden- klappen 13 geschlossen, worauf die Zufuhr des Kühl mittels - im Falle des Ausführungsbeispieles Kühl luft - durch Öffnen der Jalousieklappen 11 freige geben wird, so dass dieses den Kühlkanal 15 und Kühlraum 1 in Richtung der Pfeile 16 durchströmt. Gleichzeitig wird die Drehbewegung des Käfigs 18 mit dem in demselben befindlichen Traggerüst be ziehungsweise Gut 4 eingeleitet.
Die radialen Leitbleche 22 des Käfigs sind wie insbesondere die Fig. 2 erkennen lässt - so angeordnet, dass durch dieselben in jeder Drehlage des Käfigs 18 der zwischen den Seitenwänden 17 des Kühlraumes und dem mit Gut gefülltem Tragge rüst 8 noch verbleibende Zwischenraum für den Durchtritt des Kühlmittels weitgehend gesperrt ist.
Auf diese Weise wird eine sehr günstige Führung des Kühlmittels durch den Gutstapel hindurch erreicht, in dem einerseits verhindert wird, dass ein Teil des Kühlmittels ungenützt neben dem Gut vorbeistreicht, während andererseits diejenigen Leitbleche 22, die gerade nicht den Seitenwänden 17 gegenüberliegen, den Kühlmittelstrom unmittelbar auf das Gut 4 len ken, wie dies in der Fig. 2 durch den Verlauf der Pfeillinien 16 angedeutet ist, wodurch im Verein mit der Drehbewegung des Käfigs 18 beispielsweise des Traggerüstes 8 bewirkt wird, dass alle Teile des Gu tes von dem Kühlmittels weitgehend gleichmässig um spült werden.
Das Gut muss dabei so lose gestapelt sein, dass die Kühlluft ohne grössere Behinderung zwischen den einzelnen Gutstücken hindurchströmen kann. Um dies mit Sicherheit zu erreichen, sollen die Abmessungen des Kühlraumes 1 und der Tragroste 3 mindestens so gross gewählt werden, dass die zu einer Charge gehörende Anzahl von Gutstücken so gestapelt wer den kann, dass zwischen den einzelnen Gutstücken ausreichende Zwischenräume für den Durchtritt des Kühlmittels verbleiben, und zwar derart, dass dabei der Füllfaktor höchstens 50 % beträgt, mit anderen Worten,
dass das Gesamtvolumen der Zwischen räume mindestens 50 % des Volumens eines einer Charge entsprechenden Gutstapels beträgt.
Nach Beendigung des Abkühlvorganges wird das Gut durch die Hebe- und Senkvorrichtung 6, 7, 8 wieder aus dem Kühlraum ausgefahren, nachdem vorher die Bodenklappen 13 geöffnet wurden. Sodann kann das Gut mittels der Transportvorrichtung 2 weiteren Fabrikationsstationen zugeführt werden.
Der Abkühlvorgang kann entsprechend der Art des zu behandelnden Gutes oder auch im Hinblick auf die jeweils gewünschten Güteergebnisse der Ab kühlung leicht verschiedenen Anforderungen ange- passt werden, und zwar dadurch, dass die den Kühl raum 1 in der Zeiteinheit durchströmende Kühlmittel menge veränderbar ist, was beispielsweise durch ein mehr oder weniger weites Öffnen der Jalousieklappen 11 bewirkt werden kann. Eine weitere Beeinflussung des Abkühlungsverlaufes ist durch eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Gutes innerhalb des Kühlraumes möglich. Zu diesem Zweck kann der als Antriebsmittel für die Drehbewegung des Käfigs bzw.
Traggerüstes 8 dienende Elektromotor 9 mit an sich bekannten Einrichtungen zur Änderung der Drehgeschwindigkeit und/oder der Drehrichtung ausgerüstet sein. Bei der in dem Ausführungsbei- spiel dargestellten Kühlvorrichtung wird, wie schon erwähnt, Luft als Kühlmittel verwendet. Die Ab schreckwirkung kann bei einer solchen Vorrichtung in an sich bekannter Weise dadurch verstärkt wer den, dass man der Kühlluft Wasser in Form von Sprühnebel beimischt.
Die Erfindung ist im übrigen nicht auf das darge stellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es sind hier von verschiedene, insbesondere ,bauliche Abweichun gen möglich. Als Kühlmittel kann statt Luft auch eine Kühlflüssigkeit verwendet werden, beispielsweise ein Öl oder es kann als Kühlmittel ein geschmolzener Stoff, vorzugsweise ein Salz oder eine Mischung aus mehreren Salzen verwendet werden.
Im Falle der Verwendung eines flüssigen Kühl mittels ist der Kühlraum bzw. Kühlkanal innerhalb eines Flüssigkeitsbades bzw. Abschreckbades ange ordnet. Die konstruktive Ausbildung der erfindungs gemässen Vorrichtung unterscheidet sich in einem solchen Fall von dem dargestellten Ausführungsbei spiel, vor allem dadurch, dass der Zuführungsraum 5 und die Transportvorrichtung 2 oberhalb des Kühl raumes angeordnet sind bzw. sich oderhalb des Bad spiegels befinden. Dementsprechend ist die Anord nung dann so zu treffen, dass das Gut durch die Hebe- und Senkvorrichtung in die Badflüssigkeit ab gesenkt und nach erfolgter Abkühlung bzw. Ab schreckung wieder aus dem Bad herausgehoben wird.
Dabei muss auch die Einrichtung zum Drehen der mit dem Gut beladenen Tragroste 3 entsprechend ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Kolben stange der Hebe- und Senkvorrichtung fest mit einem dem Traggerüst 8 des Ausführungsbeispieles ent sprechenden Traggerüst verbunden sein. Der Dreh antrieb für das Traggerüst erfolgt dann über die Kolbenstange, beispielsweise mittels eines mit einem Antriebsritzel in Eingriff stehenden umverschiebbar gelagerten und auf der Kolbenstange sitzenden Zahn rades, gegenüber dem die Kolbenstange längsver- schieblich ist, wobei sie aber bei der Drehung des Zahnrades von diesem mitgenommen wird.
Um zu vermeiden, dass der Kolben des hydraulischen Hub zylinders die Drehbewegung mitmacht, ist zwischen dem Kolben und der Kolbenstange eine Drehmöglich keit vorgesehen.
Bei Anwendung der erfindungsgemässen Vorrich tung zur Behandlung von Gut in Salzbädern (Warm härtebädern) ist es schwierig, die Kolbenstange der Hebe- und Senkvorrichtung gegen die Badwärme zu schützen.
Man kann dann auch eine andere Art der Hebe- und Senkvorrichtung wählen, beispielsweise können hierfür mit einer oder mehreren Zahnstangen arbeitende Vorrichtungen in Frage kommen, wobei die Zahnstangen mit verhältnismässig grosser Zahn teilung ausgeführt werden können, so dass etwa an- haftendes, gefrorenes Salz keine nennenswerte Be hinderung für das einwandfreie Funktionieren der Hebe- und Senkvorrichtung darstellt.
Es sind auch Hebe- und Senkvorrichtungen an wendbar, die mittels Drahtseilen arbeiten, wobei man die Antriebsvorrichtung für die Seile, die im wesent lichen als Aufwickeleinriehtung auszubilden ist, so hoch über dem Salzbad anordnen wird, dass die jenigen Teile der Seile, die mit dem Salz bzw. dem Wärmebad in Berührung kommen, nicht bis zu der Aufwickelvorrichtung gelangen.
Die erfindungsgemässe Kühlvorrichtung kann aber auch für den Fall, dass Luft als Kühlmittel verwendet wird, so ausgebildet sein, dass der Kühl raum 1 unterhalb des Zuführungsraumes 5 bzw. der in diesem angeordneten Transportvorrichtung (Roll gang 2) angeordnet ist.
Die erfindungsgemässe Kühlvorrichtung kann ohne Schwierigkeiten mit an sich bekannten Steuer- und Regelmitteln ausgerüstet sein, so dass die vorstehend beschriebenen Vorgänge zum Teil oder vollständig selbsttätig nacheinander ablaufen. Dabei können auch an sich bekannte Sicherheitseinrichtungen, wie Alarm- und Signaleinrichtungen vorgesehen sein, die das Bedienungspersonal auf gegebenenfalls eintretende Störungen aufmerksam machen.
Weiter können Heiz- oder Kühleinrichtungen vor gesehen sein, durch die die Temperatur des Kühl mittels aufrecht erhalten oder geändert werden kann. Diese Einrichtungen können auch mit an sich be kannten Temperaturmess- bzw. Regelvorrichtungen ausgerüstet sein.