專利名稱：淬火裝置以及淬火方法
淬火裝置以及淬火方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的利用淬火氣體對(duì)淬火物件，尤其是金屬工件淬火的淬火裝置以及一種按照權(quán)利要求9的前序部分所述的利用淬火氣體對(duì)淬火物件，尤其是金屬工件淬火的淬火方法。為了產(chǎn)生限定的材料特性如例如高硬度或足夠的耐磨強(qiáng)度，通常對(duì)金屬工件實(shí)施熱處理。對(duì)處理結(jié)果重要的尤其是在先前進(jìn)行的加熱之后用于使工件冷卻下來(lái)的速度。已知水、油或淬火氣體被用于為此所必需的淬火過(guò)程。使用淬火氣體取代淬火液體的主要優(yōu)點(diǎn)在于淬火物件在淬火之后不必進(jìn)行清洗并且在于能夠在批物件中達(dá)到較高的淬火均勻度。例如在EP11M024B1中描述了一種應(yīng)用于上述淬火過(guò)程的淬火裝置。該已知的裝置包括一個(gè)可以用淬火氣體注滿的室，該室由一個(gè)用于接納淬火物件的淬火腔室和一個(gè)用于形成淬火氣體流動(dòng)回路的流動(dòng)通道形成。淬火腔室不在注滿了淬火氣體的狀態(tài)下裝卸物件，而是一般在真空下裝卸物件。在該已知的淬火裝置中具有一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)輪，用于在流動(dòng)通道內(nèi)形成淬火氣體流動(dòng)，該鼓風(fēng)機(jī)輪用一個(gè)布置在可用淬火氣體注滿的室里面的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)軸穿過(guò)流動(dòng)通道的外壁，因此需要大的結(jié)構(gòu)費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)可用淬火氣體注滿的室的氣密的密封性。在一些替代的已知淬火裝置中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與鼓風(fēng)機(jī)輪一起被布置在可用淬火氣體注滿的室內(nèi)部，以避免不密封性。在此處存在的問(wèn)題是，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)不能夠在真空中起動(dòng)，因?yàn)榉駝t在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的繞組中會(huì)形成電跳火(電弧)，它們可能損壞驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。這僅就下面的情況而言是有問(wèn)題的，即用于提高淬火速率所必需的大功率鼓風(fēng)機(jī)為了達(dá)到額定轉(zhuǎn)速與實(shí)際的淬火持續(xù)時(shí)間相比較需要長(zhǎng)的起動(dòng)時(shí)間。由于不能在對(duì)淬火腔室裝載期間就已經(jīng)在真空氣氛下開(kāi)始起動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，而是在用淬火氣體注滿該淬火腔室之后才起動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，因此總的起動(dòng)時(shí)間相加到實(shí)際的淬火持續(xù)時(shí)間上，這對(duì)要達(dá)到的周期數(shù)產(chǎn)生負(fù)面影響。與液體淬火相比，所述的缺點(diǎn)在總體上導(dǎo)致對(duì)淬火物件的更慢的淬火，因?yàn)樵谝后w淬火情況下直接在將要淬火的一批物件浸入到液體池里面之后就可利用最大的淬火強(qiáng)度。在其驅(qū)動(dòng)馬達(dá)布置在要被注滿的室內(nèi)部的已知淬火裝置中，被降低的淬火速度不僅影響周期時(shí)間，而且由于淬火持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)也影響工件組織的質(zhì)量并且因此影響零部件的特性。發(fā)明的公開(kāi)
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種淬火裝置，在該淬火裝置中，一方面避免密封性問(wèn)題，另一方面在對(duì)室中注滿淬火氣體之前，尤其是在承受真空的室情況下，也能夠起動(dòng)用于鼓風(fēng)機(jī)的大功率驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。此外的任務(wù)在于提出一種方法，該方法允許鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與在具有鼓風(fēng)機(jī)輪的室中的氣氛無(wú)關(guān)地運(yùn)行。該任務(wù)在淬火裝置方面由權(quán)利要求1的特征解決和在方法方面由權(quán)利要求9的特征解決。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。由在說(shuō)明書、權(quán)利要求書和/ 或附圖中公開(kāi)的特征中的至少兩個(gè)特征組成的全部組合落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明認(rèn)識(shí)到，只有當(dāng)最好設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的、用于至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)輪的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)位于容納鼓風(fēng)機(jī)輪的室外部時(shí)該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)才具有與該室中的氣氛和壓力情況無(wú)關(guān)的運(yùn)行。由于現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)室壁，因此在現(xiàn)有技術(shù)中不可避免地存在密封問(wèn)題。為了避開(kāi)這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明建議，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)不象現(xiàn)有技術(shù)中利用機(jī)械地與鼓風(fēng)機(jī)輪連接，而是無(wú)接觸地耦聯(lián)。換言之，為了驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和鼓風(fēng)機(jī)輪配置一個(gè)耦聯(lián)器，該耦聯(lián)器被設(shè)計(jì)成可通過(guò)它將扭矩?zé)o接觸地從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)傳遞到鼓風(fēng)機(jī)輪。由此不需要使傳動(dòng)系的機(jī)械部件穿過(guò)室壁，由此也避免了密封問(wèn)題。由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)布置在可用淬火氣體注滿的、最好可施加真空的室的外部，因此此外還可以在對(duì)該室填充淬火氣體之前就已經(jīng)起動(dòng)大功率的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，優(yōu)選提早到在實(shí)際的淬火過(guò)程開(kāi)始時(shí)刻，即一般在該室被完全注滿了淬火氣體時(shí)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)就已經(jīng)達(dá)到它的額定轉(zhuǎn)速。按照該設(shè)計(jì)構(gòu)思設(shè)計(jì)的淬火裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于不必使用專門密封的馬達(dá)，而是可以使用較低廉的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)。非常特別優(yōu)選的是一種實(shí)施形式的淬火裝置，其中用于將驅(qū)動(dòng)扭矩從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)傳遞到鼓風(fēng)機(jī)輪的耦聯(lián)器設(shè)計(jì)成電磁耦聯(lián)器，通過(guò)該電磁耦聯(lián)器可以實(shí)現(xiàn)穿過(guò)室的壁的扭矩傳遞。特別有利的是一種實(shí)施形式，其中電磁耦聯(lián)器具有機(jī)械地與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，最好與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)軸，連接的第一轉(zhuǎn)子和可以由第一轉(zhuǎn)子無(wú)接觸地驅(qū)動(dòng)的、機(jī)械地與鼓風(fēng)機(jī)輪連接的第二轉(zhuǎn)子，其中第二轉(zhuǎn)子與鼓風(fēng)機(jī)輪一起布置在可以用淬火氣體注滿的室中。按照一個(gè)第一備選方案，機(jī)械地與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)耦聯(lián)的轉(zhuǎn)子是內(nèi)轉(zhuǎn)子，該內(nèi)轉(zhuǎn)子在徑向外部被無(wú)接觸地驅(qū)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)子包圍住并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。也可以實(shí)現(xiàn)反向的變型方案。在此情況下，第二轉(zhuǎn)子即被無(wú)接觸驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子是內(nèi)轉(zhuǎn)子，該內(nèi)轉(zhuǎn)子在徑向外部被第一轉(zhuǎn)子(外轉(zhuǎn)子)包圍住。這個(gè)實(shí)施形式涉及優(yōu)選的變型方案。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中有利地規(guī)定，鼓風(fēng)機(jī)輪直接地設(shè)置在淬火室中，即設(shè)置在可直接裝載淬火物件的室里面。在一種備選的實(shí)施形式中鼓風(fēng)機(jī)布置在一個(gè)流動(dòng)通道中， 該流動(dòng)通道以流動(dòng)技術(shù)的方式連接到淬火室上。流動(dòng)通道的設(shè)置是選設(shè)的，也就是說(shuō)，也可以實(shí)現(xiàn)一種沒(méi)有流動(dòng)通道的淬火裝置的實(shí)施形式作為淬火室，即一種實(shí)施形式，其中借助于鼓風(fēng)機(jī)使淬火氣體只在淬火室中循環(huán)。特別優(yōu)選的是淬火裝置的一種實(shí)施形式，其中淬火裝置具有向具有鼓風(fēng)機(jī)輪的室注滿淬火氣體的機(jī)構(gòu)。特別優(yōu)選地，該機(jī)構(gòu)在此情況下包括通到室中的氣體輸入管道，其中輸入管道由一個(gè)用淬火氣體充滿的壓力箱供給。此外優(yōu)選的是設(shè)置用于對(duì)淬火裝置抽真空的機(jī)構(gòu)。優(yōu)選該機(jī)構(gòu)這樣地設(shè)計(jì)，使得與環(huán)境相比可以對(duì)淬火室施加負(fù)壓，即可以在室中產(chǎn)生真空。極其特別有利的是，在具有鼓風(fēng)機(jī)輪的室中布置熱交換器，該熱交換器被加載由鼓風(fēng)機(jī)輪循環(huán)的淬火氣體并且目標(biāo)明確地從淬火氣體中取出熱量。本發(fā)明還涉及一種在使用一種淬火裝置，最好前述的淬火裝置下用淬火氣體對(duì)淬火物件，尤其是金屬工件淬火的方法。在該方法中淬火氣體借助于鼓風(fēng)機(jī)輪被加速，以便在淬火物件和淬火氣體之間實(shí)現(xiàn)好的傳熱。本發(fā)明的方法的核心是，所述鼓風(fēng)機(jī)輪由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)無(wú)接觸地驅(qū)動(dòng)，尤其是在使用電磁耦聯(lián)器下。這種實(shí)施形式可以實(shí)現(xiàn)穿過(guò)壁的扭矩傳遞并且因此可以將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)設(shè)置在具有鼓風(fēng)機(jī)輪的室的外部。極其特別優(yōu)選的是，在該室(還)沒(méi)有被注滿淬火氣體期間起動(dòng)和/或運(yùn)行驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。這種情況在采用沒(méi)有被密封的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)只有在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)位于被注滿的室里面時(shí)才有可能實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其它的優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)從下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明中以及依據(jù)附圖獲得。附圖在惟一的

圖1中示出了一個(gè)淬火裝置的一種可能的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖1中示出了淬火裝置1的一種可能的實(shí)施形式。在所示的實(shí)施例中，淬火裝置1包括一個(gè)惟一的室2，該室可以用淬火氣體注滿(充填)。不存在如在EP11M024B1中所示的呈流動(dòng)通道形式的可被注滿的室，但是如果需要也可以設(shè)置。室2具有可以壓力密封地閉鎖的裝載門3，穿過(guò)該裝載門可以向室2 (在此處是淬火室)中裝載淬火物件4。在所示實(shí)施例中由鋼材工件構(gòu)成的淬火物件4為此被布置在加料架5上，該加料架可以通過(guò)合適的運(yùn)輸裝置在真空氣壓下輸送到室2內(nèi)并且然后在淬火過(guò)程之后再?gòu)脑撌逸斔统鰜?lái)。通常在裝載門3前面設(shè)有在此處沒(méi)有示出的爐子，用于預(yù)先熱處理淬火物件4。淬火氣體輸入管道6通入室2中，淬火氣體可以從壓縮氣體容器7經(jīng)該輸入管道導(dǎo)入室2內(nèi)。為了向室2內(nèi)填充淬火氣體只需要打開(kāi)閥門8，最好是自動(dòng)地打開(kāi)。優(yōu)選在填充淬火氣體之后室2內(nèi)的壓力為直至大約20bar。鼓風(fēng)機(jī)輪9 (風(fēng)機(jī)葉輪)可旋轉(zhuǎn)地支承在室2內(nèi)部，其中鼓風(fēng)機(jī)輪9在末端側(cè)布置在軸10上，該軸在相對(duì)置的末端上安裝有電磁耦聯(lián)器12第二轉(zhuǎn)子11 (在此處我內(nèi)轉(zhuǎn)子)。 軸10與第二轉(zhuǎn)子11 一起凸入到室2的一個(gè)外拉伸殼13內(nèi)，該外拉伸殼沿徑向從外部被電磁耦聯(lián)器12的第一轉(zhuǎn)子14(在此處是外轉(zhuǎn)子)在徑向外部包圍。第一轉(zhuǎn)子14與第二轉(zhuǎn)子 11之間以一定的(徑向的)間距布置并且在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將扭矩?zé)o接觸地穿過(guò)室2 的壁16，更確切地說(shuō)穿過(guò)室2的外拉伸殼13的壁16，傳遞到第二轉(zhuǎn)子11上，該第二轉(zhuǎn)子由此被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，由此使鼓風(fēng)機(jī)輪9進(jìn)入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。第一轉(zhuǎn)子14在末端側(cè)上防轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15的馬達(dá)軸17上。重要的是，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15被布置在室2的壁16的外部，即最好處于正常的空氣氣壓下，從而驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15可以獨(dú)立于室氣氛和室內(nèi)壓地運(yùn)行。如還從圖1中看見(jiàn)的，在室2內(nèi)布置有熱交換器18，它從通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)輪9循環(huán)的淬火氣體中取出熱量。以下詳細(xì)說(shuō)明優(yōu)選的淬火過(guò)程。首先打開(kāi)裝載門3并將裝有淬火物件4的加料架 5送入到最好處于真空下的室2內(nèi)。優(yōu)選在裝載期間就已經(jīng)起動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15。在關(guān)閉裝載門3之后，經(jīng)淬火氣體輸入管道6向室2填充淬火壓力下的淬火氣體。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15并且由此鼓風(fēng)機(jī)輪9在時(shí)已經(jīng)被加速到額定轉(zhuǎn)速，從而緊接著在填充過(guò)程結(jié)束之后具有完全的淬火強(qiáng)度供使用。在一個(gè)預(yù)先規(guī)定的淬火時(shí)間之后，或者將淬火氣體排放到環(huán)境中，或者經(jīng)一個(gè)沒(méi)有示出的壓縮機(jī)輸回到壓縮氣體容器7中，并且取下裝載門3，以便取出帶有已被淬火的淬火物件4的加料架5。優(yōu)選接下來(lái)對(duì)室2施加真空。
權(quán)利要求
1.淬火裝置，包括至少一個(gè)室O)，尤其是淬火室和/或流動(dòng)通道，所述室可以用淬火氣體填充并且具有用于循環(huán)淬火氣體的鼓風(fēng)機(jī)輪(9)，其中鼓風(fēng)機(jī)輪(9)與一個(gè)布置在所述室( 外部的用于驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(1 相關(guān)聯(lián)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(15) 經(jīng)一個(gè)無(wú)接觸地工作的耦聯(lián)器以傳遞扭矩的方式與鼓風(fēng)機(jī)輪(9)耦聯(lián)。
2.按照權(quán)利要求1所述的淬火裝置，其特征在于，所述耦聯(lián)器設(shè)計(jì)成電磁耦聯(lián)器 (12)。
3.按照權(quán)利要求2所述的淬火裝置，其特征在于，所述電磁耦聯(lián)器(1 具有機(jī)械地與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(1 連接的第一轉(zhuǎn)子(14)和可由第一轉(zhuǎn)子(14)無(wú)接觸地驅(qū)動(dòng)的、機(jī)械地與鼓風(fēng)機(jī)輪(9)連接的第二轉(zhuǎn)子(11)。
4.按照權(quán)利要求3所述的淬火裝置，其特征在于，第一轉(zhuǎn)子(14)設(shè)計(jì)成外轉(zhuǎn)子，該外轉(zhuǎn)子在徑向外部包圍設(shè)計(jì)成內(nèi)轉(zhuǎn)子的第二轉(zhuǎn)子(11)。
5.按照權(quán)利要求3所述的淬火裝置，其特征在于，第二轉(zhuǎn)子(11)設(shè)計(jì)成外轉(zhuǎn)子，該外轉(zhuǎn)子在徑向外部包圍設(shè)計(jì)成內(nèi)轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子(14)。
6.按照前述權(quán)利要求之一所述的淬火裝置，其特征在于，在具有鼓風(fēng)機(jī)輪(9)的室 (2)中可以布置淬火物件G)。
7.按照前述權(quán)利要求之一所述的淬火裝置，其特征在于，設(shè)有向所述室( 注滿淬火氣體的機(jī)構(gòu)。
8.按照前述權(quán)利要求之一所述的淬火裝置，其特征在于，在所述室O)中設(shè)置熱交換器(18)。
9.在使用最好按照前述權(quán)利要求中之一所述的淬火裝置(1)下用淬火氣體對(duì)淬火物件G)，尤其是金屬工件淬火的方法，其中淬火氣體利用由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(1 驅(qū)動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)輪 (9)循環(huán)，其特征在于，所述鼓風(fēng)機(jī)輪(9)由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(1 無(wú)接觸地驅(qū)動(dòng)。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述室( 還沒(méi)有被注滿淬火氣體期間起動(dòng)和/或運(yùn)行所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淬火裝置，它包括至少一個(gè)室(2)，尤其是淬火室和/或流動(dòng)通道。所述室可以用淬火氣體填充并且具有至少一個(gè)用于循環(huán)淬火氣體的鼓風(fēng)機(jī)輪(9)。鼓風(fēng)機(jī)輪(9)與一個(gè)布置在所述室(2)外部的用于驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(15)相關(guān)聯(lián)。本發(fā)明的特征在于，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(15)經(jīng)一個(gè)無(wú)接觸地工作的耦聯(lián)器與鼓風(fēng)機(jī)輪(9)耦聯(lián)，以傳遞扭矩。本發(fā)明還涉及一種淬火方法。
文檔編號(hào)C21D1/613GK102282271SQ200980154501
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者米勒 B., 勒歇爾 M. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司