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Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines abgebogenen Randes an einer Röhre oder Platte aus gehärtetem Stahl zum
Festhalten von Nadeln, Walzen oder Kugeln für Lager
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die oben genannten Maschinenelemente der Fall ist. Bei solchen Teilen ist ein wirksamer Schutz gegen die Einwirkung der thermischen Härtebehandlung ausgeschlossen und ein Eintauchen in ein entsprechendes Bad ist praktisch unmöglich, beispielsweise auf Grund der sehr engen ringförmigen Ausbildung des Teiles, der dieser Behandlung unterworfen werden soll. Auch ist eine Übertragung der Behandlungswärme auf die anliegenden Teile nicht zu vermeiden, wobei die Wärmeanwendungszeit nicht mit genügender Genauigkeit kontrolliert werden kann, weder in ihrer Höhe noch in ihrer Zeit.
Ziel der Erfindung ist, diese Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden. Sie bezieht sich somit auf ein verbessertes Verfahren zur selektiven thermischen Behandlung eines dünnen Teiles mit der Genauigkeit in der Grössenordnung von Bruchteilen eines Millimeters zur Erzielung eines Bereiches guter Dehn-und Biegefähigkeit, der zwischen zwei unmittelbar angrenzenden Bereichen mit grosser Ober- flächenhärto liegt.
Dieses Verfahren, das sich an das zweite bekannte Verfahren anschliesst, besteht im wesentlichen darin, dass zuerst die gesamte Oberfläche des zu behandelnden Teiles einer Oberflächenhärtung unterzogen wird, um anschliessend die Bereiche einer genau begrenzten Vergütung auszusetzen, die eine grosse Dehn- und Biegefähigkeit aufweisen müssen, indem während kurzer Zeit dieser Bereich mit Hilfe eines hochfrequenten Induktionsstromes einem thermischen Schock ausgesetzt wird.
Ist der zubehandelnde Teil aus weichem oder besonders weichem Stahl, so wird das erfindungsgemässe Verfahren zweckmässig in der Weise ausgeführt, dass die gesamte Oberfläche des zu behandelnden Teiles einer an sich bekannten Kohlenstoff-Stickstoff-Behandlung unterzogen wird, um anschliessend den dehnfähig bleibenden Bereich einem Induktionsstrom zu unterwerfen, durch den die Temperatur dieses Teiles auf einen Wert gebracht wird. der eine Vergütung erzielt, ohne dass die Temperatur der Lufthärtung erreicht wird, während die anschliessenden, gehärteten Bereiche auf einer Temperatur gehalten werden, die niedriger als der Temperaturwert ist, der die Härtung mindert.
Es versteht sich, dass nach dem erfindungsgemässen Verfahren nicht nur ein einziger Bereich von guter Dehn- und Biegefähigkeit sondern auch mehrere derselben auf dem behandelten dünnen Teil geschaffen werden können, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung überschritten wird.
Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die im wesentlichen einen Träger für die zu behandelnden Teile und eine offene Induktionswindung oberhalb dieses Trägers aufweist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform dieser Vorrichtung ist sodann so ausgebildet, dass die rohrförmig gestaltete Windung durch einen inneren Kühlstrom kühlbar ist und einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt eine Breite entsprechend der Breite des Bereiches des Teiles aufweist und eine ausreichend grosse Oberfläche zur Aufnahme der in der Windung erzeugten Wärme besitzt.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor.
Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen äusseren Ring eines Nadellagers vor der thermischen Behandlung, in Fig. 2 den gleichen Teil im Schnitt in einer Vergütungsvorrichtung, die ebenfalls im Schnitt dargestellt ist, in Fig. 3 in Aufsicht der Gesamtanordnung der Vorrichtung, jedoch in kleinerem Massstab als in Fig. 2, in Fig. 4 im Axialschnitt das fertige Nadellager, in Fig. 5 im Axialschnitt eine abgeänderte Ausführungsform der Induktionsheizschleife, in Fig. 6 in entsprechendem Schnitt die Anordnung der Induktionsheizschleife im Falle eines inneren Nadellagerringes, in Fig. 7 im Axial- und Radialschnitt das fertige Nadellager, in Fig. 8 im Axialschnitt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf eine Anschlagplatte, und in Fig.
9 in entsprechendem Schnitt einen Teilschnitt durch den fertigen Anschlag in grösserem Massstab.
Gemäss dem in den Fig. 1 - 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemässe Verfahren auf die thermische Behandlung eines äusseren Ringes 1 (Fig. 4) eines Nadellagers 2 oder auf ähnliche Rollelemente angewandt, die innerhalb der inneren Fläche 3, dem sogenannten Rollweg des Ringes 1 laufen, während ihre kegelstumpfförmigen Enden 4, 5 in axialer Richtung gegen die inneren Flächen 6,7 der beiden durch Umbiegen nach innen der beiden Enden des Ringes erzielten Ringbunde 8 und 9 stossen.
Die Fläche 6 schliesst sich über die Ausnehmung 10 an die Fläche 3 an, wobei die Ausnehmung 10 mitden Endendes beweglichen Elementes 2 eine ringförmige Kehle bildet, in welcher jeder Kontakt zwischen dem Ring 1 und diesen Elementen vermieden wird.
Die Rollflächen 3 und die beiden inneren Flächen 6, 7 müssen ausserordentlich hart ausgebildet sein, um dadurch Verschleiss, ein Festfressen oder jede andere Störung zu vermeiden.
Zur Herstellung des Ringes l, dessen Wände sehr dünn sind, wobei die Dicke in der Grössenordnung von Millimetern liegt, wird von einem gezogenen Teil ausgegangen, welcher den Anschlag 9 aufweist, wobei jedoch das andere Ende, wie dies strichpunktiert bei la in Fig. 1 dargestellt ist, zylindrisch ausge-
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bildet ist und bei 10a eine Ausnehmung aufweist, die die Kehle 10 bildet. Anschliessend wird bei 8b der zweite Anschlag hergestellt, wobei die vorläufige Form 8b derart ist, dass die beweglichen Elemente unterhalb der Kante 12b eingeführt werden können.
Der so vorgeformte Ring Ib (Fig. l) wird nunmehr der thermischen Härtebehandlung auf seiner gesamten Oberfläche ausgesetzt. Diese thermische Behandlung ist vorzugsweise eine an sich bekannte Koh- lonstoff-Stickstoff-Behandlung, der eine entsprechende Härtebehandlung bekannter Art folgt.
Man erzielt auf diese Weise einen auf seiner ganzen Oberfläche vollständig gehärteten Teil, welcher daher jedem Verschleiss widersteht, jedoch ist es nicht möglich, den zweiten Anschlag aus seiner vorläufigen Stellung 8b in seine endgültige Stellung 8 (Fig. 1 und Fig. 4) umzubiegen, ohne dass Risse und Sprünge in der äusseren Oberfläche dieses Teiles, und zwar im Bereich der umgebogenen Fläche des Anschlages entstehen, d. h. im Bereich der Ausnehmung 10 auf der gesamten äusseren Oberfläche des Ringes zwischen den beiden Umfangslinien a-a und b-b (Fig. l, 2 und 4).
Es ist daher erforderlich, die äussere Oberfläche 13, die zwischen diesen beiden Linien liegt und ebenso auf einem etwas geringeren Bereich die innere, gegenüberliegende Fläche, d. h. den Bereich der Ausnehmung10 von neuem dehnfähig zu machen, wobei die beiden anschliessenden Bereiche 3 und 4, die einem Verschleiss unterliegen, gehärtet bleiben müssen.
Dieses Ergebnis wird gemäss der Erfindung dadurch erzielt, dass auf den Bereich des Ringes zwischen den Umfangslinie a-a und b-b ein scharf abgegrenzter, fast augenblicklicher thermischer Schock mit Hilfe eines hochfrequenten Stromes ausgeiibt wird. Der Strom wird in die einzige Windung einer Leitung eingeführt, die durch die ringförmige Zone des Ringes Ib begrenzt wird, und zwar mit Hilfe einer Induktionsspule 14, in welche ein hochfrequenter Induktionsstrom in kurzer Zeit eingeführt wird, der eine ausreichende Stromstärke aufweist, um in dieser Zone die Oberflächentemperatur auf einen Wert T zu heben.
Der Wert T muss zwischen den ringförmigen, oben genannten Linien ausreichen, um eine Vergütung durch Rückführung des Mattensits in ein Gefüge, das weniger hart ist (Bainit, Perlit) zu erreichen, um derart die Härte, die durch die Stickstoffbehandlung erzielt wurde, zu verringern, was bei etwa 5000C erfolgt. Diese Temperatur bildet daher eine untere Grenze für den Wert T, die jedoch unterhalb eines Wertes TM liegt, um eine neue vollständige oder teilweise Umwandlung dieser Verbindungen in Martensit auf Grund der anschliessenden Abkühlung zu vermeiden.
Zum anderen muss der Wert T so liegen, dass er nicht ausreicht, um in den sich anschliessenden Bereichen eine Steigerung der Temperatur bis auf einen Tm zu bewirken. oberhalb dessen die durch die Stickstoffbehandlung erzielte Härtung anulliert wird.
Hieraus resultiert, dass durch diese Behandlung der erzielte Teil auf der Gesamtheit seiner äusseren und inneren Oberfläche eine ausreichende Härtung aufweist, mit Ausnahme des Bereichs 13 der äusseren Oberfläche zwischen den ringförmigen Linien a-a und b-b und der inneren Oberfläche, die die Ausnehmung 10 bildet und gegenüber dem Bereich 13 liegt.
Um diese gehärteten Zonen von den durch Vergütung wieder dehnfähigen Zonen in den Zeichnungen genau unterscheiden zu können, sind die gehärteten Bereiche in starken Strichen und die dehnfähigen Bereiche mit feinen Strichen angedeutet.
Nach der genau abgegrenzten Aufheizung durch Hochfrequenzstrom, durch die die Oberflächen 13 dehnfähig geworden sind, werden die beweglichen Teile 2 eingesetzt und das Lager durch Umbiegen der Teile 8b (Fig. l) in die endgültige Stellung 8 (Fig. 4) fertiggestellt, wobei der Anschlag mit der Kante 12 die Elemente 2 aufnimmt und die Fläche 6 diese Elemente in axialer Richtung mit der Oberfläche 7 des ebenfalls gehärteten andern. Anschlags 9, der schon bei Beginn gebildet wurde, in Kontakt hält.
Selbstverständlich ändern sich die zahlenmässigen Beispiele für die Vergütung mit der Art des verwendeten Stahls ebenso wie die Dickenabmessung und die Breite a-b der Zone, auf welche die Vergütung beschränkt ist.
Ausgezeichnete Ergebnisse werden im Falle eines Ringes erhalten, der 1 mm stark ist und einen äusse- ren Durchmesser von 30 mm aufweist, wobei die Breite a-b 2 mm beträgt, wobei ein weicher Stahl ohne Legierungszusatz verwendet wird, der zuerst durch eine Stickstoff-Kohlenstoff-Behandlung auf eine Tiefe von 0,01 bis 0,02 mm gehärtet ist.
Hierbei wurden folgend Werte verwendet:
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<tb>
<tb> Frequenz <SEP> des <SEP> Induktionsstromes <SEP> 450 <SEP> khz
<tb> Stromleistung <SEP> 3 <SEP> KW
<tb> Luftspalt <SEP> c <SEP> zwischen <SEP> der <SEP> Windung <SEP> 14 <SEP> und <SEP> dem <SEP> Ring <SEP> 1 <SEP> mm
<tb> Induktionsdauer <SEP> 1 <SEP> sec <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> T <SEP> der <SEP> Vergütung <SEP> 700 <SEP> OC
<tb> Temperatur <SEP> TM <SEP> der <SEP> Härtung <SEP> 850 <SEP> OC
<tb> Temperatur <SEP> Tm <SEP> der <SEP> anschliessenden <SEP> Teile <SEP> 500 <SEP> C
<tb>
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Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele einet einfachen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Diese Vorrichtung weist eine feste Trägerplatte 15 auf, auf welcher sich über einen Zapfen 16 eine Drehplatte 17 drehen kann. In dieser Platte sind mehrere. beispielsweise vier, regelmässig gegeneinander versetzte in gleichem Abstand von der Drehachse x-x angeordnete zylindrische Ausnehmungen vorgesehen, die so bemessen werden, dass jede ohne nennenswertes Spiel einen der Vergütung zu unterwerfenden Ring Ib aufnehmen kann. Durch aufeinanderfolgende Drehung um 900 der Platte 17 in Richtung des Pfeiles (Fig. 3) können die Ausnehmungen daher nacheinander die beiden Aufsetzstellen 18a und 18b durchlaufen, um anschliessend in die Vergütungsstellung 18c und dann in die Abnahmestellung 18d zu gelangen.
Dl der Vergütungsstellung 18c weist die feste Platte 15 eine Bohrung 19 von gleichem Radius wie jede Ausnehmung 18 in der drehbaren Platte auf, sodass die in die Stellung 18c gelangte Ausnehmung mit dieser Bohrung 19 koinzidiert. In der Bohrung 19 ist ein Träger 20 eingesetzt, der sich unter der Wirkung seines eigenen Gewichtes auf das Niveau der oberen Flächen 21 des Trägers 15 senkt. wobei dieser Träger 20 über einen Hebel 22 in die in Fig. 2 dargestellte Lage gehoben werden kann.
Der Hebel 22 kann sich bei 23 in einen mit dem Träger 15 verbundenen Bügel 24 drehen, u. zw. zwischen einer abgesenkten Stellung 22a, bei welcherer gegendenBodenderAusnehmungindemBügel24anstösst, und einer oberen Stellung, in welcher der Träger 20 gegen die untere Fläche der Platte 15 unter Zwischenschaltung eines Ansatzes 25 anschlägt.
Die drehbare Platte kann beispielsweise über ein am unteren Ende der Achse 16 befestigtes Handrad gedreht werden.
Mit Hilfe dieses Handrades kann daher der zu behandelnde Ring lb, der bei 18a und 18b aufgesetzt wird, bei 18c in den Bereich des Trägers 20 geführt werden und durch Schwenken des Hebels aus der Stellung 22a in die Stellung 22, wobei der Träger 20 angehoben wird, angehoben werden, sodass die Flä-
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heizwindung geführt wird.
Die Windung 14 ist rohrförmig und hat trapezförmigen Querschnitt, sodass die kleine Grundfläche eine Breite auf weist, die nahezu gleich dem vertikalen Abstand zwischen den beiden Linien a-a und b-b, zwi- schen welchen die Vergütung erfolgen soll, ist, wobei die Windung jedoch einen ausreichenden Querschnitt aufweist.
Diese vorzugsweise aus Kupfer. bestehende rohrförmige Windung wird durch die Platte 15 unter Zwischenschaltung einer Konsole 30, die einen Bund 30a trägt, welche die beiden Enden der Windung einschliesst, getragen. Diese Enden sind durch zwei Kontakte 31 und 32 an die Klemmen eines HF-Generators 33 bekannter. Art unter Zwischenschaltung eines Schalters 34, der die Regelung der Stromzuführung zu der Windung 14 ermöglicht, angeschlossen. Um eine ausserordentliche Temperaturerhöhung der Win- dung zu vermeiden, sind deren Enden an Rohrleitungen 35 und 36 eines Wasser-oder Ölkühlstromes angeschlossen.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Heizwindung dargestellt. Sie waist ringförmigen Querschnitt auf, an welcher ein trapezförmiger Ansatz 37 angeordnet ist.
Selbstverständlich können zahlreiche kleine Maschinenelemente gemäss der Erfindung behandelt werden.
So können beispielsweise Innenringe 38 für Lager, wie beispielsweise gemäss Fig. 6, behandelt werden die Nadeln oder andere äussere Rollelemente 39 (Fig. 7) aufnehmen, über welche der äussere Anschlag 40a bei 40 gebogen ist. Der an seiner Oberfläche vollständig gehärtete Teil 38 unterliegt gemäss der Erfindung einer auf den Bereich 13a der inneren Oberfläche und auf den gegenüberliegenden Bereich seiner äusseren Oberfläche beschränkten Vergütung mittels hochfrequentem Strom, der beispielsweise über eine Induktionswindung 14b zugeführt wird, deren kleine trapezförmige Grundfläche nach aussen zeigt.
Weiterhin können Anschlagplatten für Rollenkörper, wie sie beispielsweise bei 41 in Fig. 8 dargestellt sind, behandelt werden, auf welchen die beweglichen Elernente42 abrollen. die in der Ausneh- mung 43 einer Anschlagplatte liegen, die selbst. wiederum auf der Platte 41 durch Umbiegen eines ringförmigen Vorsprunges 45a erhalten wird. Dieses auf seiner Oberfläche vollständig gehärtete Element wird mittels eines hochfrequenten Induktionsstromes einer Vergütung im Bereich der ringförmigen Zone 13b unterworfen, wobei der Strom über die Windung 14b gemäss dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zugeführt wird.
In jedem Fall können die für ein Ausführungsbeispiel oben bezeichneten Temperaturgrenzen T, TM und Tm durch einige Versuche leicht festgestellt werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorstehend im einzelnenbeschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Änds-
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rungen möglich, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.
So kann man beispielsweise entsprechend einem bekannten Verfahren eine oder mehrere in Kontaktmit dem zu behandelnden Teil stehende Kühlvorrichtungen verwenden, die auf den Bereich wirken, dessen Härte man nicht verändern will, um dadurch eine noch bessere örtliche Beschränkung der Beheizung zu erzielen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. VerfahrenzumAusbildeneinesabgebogenenRandes an einer Röhre oder Platte von geringer Wandstärke (in der Grössenordnung von Millimetern) aus durch Karbo-Nitrierung gehärtetem Stahl zum Festhalten von vorher an Ort und Stelle gebrachten Nadeln, Walzen oder Kugeln für Lager, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr oder die Platte mit genauer Beschränkung auf den Bereich, der die Biegestelle bil- det, unter Verwendung einer an sich bekannten Hochfrequenz-Induktionsheizung kurzzeitig erhitzt und ausgeglüht und hierauf durch Kaltbiegen der Rand über die eingelegten Nadeln usw. geformt wird.
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Method and apparatus for forming a bent edge on a tube or plate made of hardened steel for
Holding needles, rollers or balls for bearings
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the above machine elements is the case. In the case of such parts, effective protection against the effects of the thermal hardening treatment is excluded and immersion in a corresponding bath is practically impossible, for example due to the very narrow, ring-shaped design of the part to be subjected to this treatment. A transfer of the heat of treatment to the adjacent parts cannot be avoided, and the heat application time cannot be controlled with sufficient accuracy, either in terms of its amount or its time.
The aim of the invention is to avoid these disadvantages of the known methods. It thus relates to an improved method for the selective thermal treatment of a thin part with an accuracy in the order of magnitude of fractions of a millimeter to achieve an area of good flexibility and flexibility, which lies between two immediately adjacent areas with high surface hardness.
This method, which follows on from the second known method, essentially consists in first subjecting the entire surface of the part to be treated to a surface hardening in order to then subject the areas to a precisely limited treatment which must have great flexibility and flexibility by subjecting this area to a thermal shock for a short time with the aid of a high-frequency induction current.
If the part to be treated is made of soft or particularly soft steel, the method according to the invention is expediently carried out in such a way that the entire surface of the part to be treated is subjected to a known carbon-nitrogen treatment, in order to then apply an induction current to the area that remains elastic subject, by which the temperature of this part is brought to a value. which achieves tempering without the temperature of the air hardening being reached, while the subsequent hardened areas are kept at a temperature which is lower than the temperature value which reduces the hardening.
It goes without saying that, according to the method according to the invention, not only a single area of good elasticity and flexibility but also several of these can be created on the treated thin part without thereby exceeding the scope of the invention.
The invention further relates to a device for carrying out the method, which essentially has a carrier for the parts to be treated and an open induction coil above this carrier.
An advantageous embodiment of this device is then designed so that the tubular winding can be cooled by an internal cooling flow and has a trapezoidal cross-section, the cross-section having a width corresponding to the width of the area of the part and a sufficiently large surface to accommodate the in the Has heat generated by the winding.
Further features and advantages of the device according to the invention emerge from the following description with reference to the drawings.
The drawings show in Fig. 1 an axial section through an outer ring of a needle bearing before the thermal treatment, in Fig. 2 the same part in section in a compensation device, which is also shown in section, in Fig. 3 in plan view of the overall arrangement of the Device, but on a smaller scale than in Fig. 2, in Fig. 4 in axial section the finished needle bearing, in Fig. 5 in axial section a modified embodiment of the induction heating loop, in Fig. 6 in a corresponding section the arrangement of the induction heating loop in the case of an inner needle bearing ring , in Fig. 7 in axial and radial section the finished needle bearing, in Fig. 8 in axial section the application of the method according to the invention to a stop plate, and in Fig.
9 shows, in a corresponding section, a partial section through the finished stop on a larger scale.
According to the embodiment shown in FIGS. 1 - 4, the method according to the invention is applied to the thermal treatment of an outer ring 1 (FIG. 4) of a needle bearing 2 or to similar rolling elements that are located within the inner surface 3, the so-called rolling path of the ring 1 run, while their frustoconical ends 4, 5 abut in the axial direction against the inner surfaces 6, 7 of the two annular collars 8 and 9 achieved by bending inwards of the two ends of the ring.
The surface 6 adjoins the surface 3 via the recess 10, the recess 10 forming with the ends of the movable element 2 an annular groove in which any contact between the ring 1 and these elements is avoided.
The rolling surfaces 3 and the two inner surfaces 6, 7 must be made extremely hard in order to avoid wear, seizing or any other disturbance.
To produce the ring 1, the walls of which are very thin, the thickness being in the order of magnitude of millimeters, a drawn part is assumed which has the stop 9, but the other end, as indicated by dash-dotted lines at 1 a in FIG. 1 is shown, cylindrically
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and has a recess at 10a which forms the groove 10. The second stop is then produced at 8b, the preliminary shape 8b being such that the movable elements can be introduced below the edge 12b.
The so preformed ring Ib (Fig. 1) is now exposed to the thermal hardening treatment on its entire surface. This thermal treatment is preferably a carbon-nitrogen treatment known per se, which is followed by a corresponding hardness treatment of a known type.
In this way, a completely hardened part is obtained over its entire surface, which therefore withstands any wear and tear, but it is not possible to bend the second stop from its preliminary position 8b to its final position 8 (FIGS. 1 and 4), without cracks and fissures in the outer surface of this part, namely in the area of the bent surface of the stop, d. H. in the area of the recess 10 on the entire outer surface of the ring between the two circumferential lines a-a and b-b (Fig. 1, 2 and 4).
It is therefore necessary to remove the outer surface 13, which lies between these two lines, and also, in a somewhat smaller area, the inner, opposite surface, i.e. H. to make the area of the recess 10 expandable again, the two adjoining areas 3 and 4, which are subject to wear, must remain hardened.
According to the invention, this result is achieved in that a sharply defined, almost instantaneous thermal shock is applied to the area of the ring between the circumferential lines a-a and b-b with the aid of a high-frequency current. The current is introduced into the single turn of a line, which is limited by the annular zone of the ring Ib, with the help of an induction coil 14, into which a high-frequency induction current is introduced in a short time, which has a sufficient current strength in this Zone to raise the surface temperature to a value T.
The value T between the ring-shaped lines mentioned above must be sufficient to achieve a compensation by returning the mattensite to a structure that is less hard (bainite, pearlite) in order to reduce the hardness that was achieved by the nitrogen treatment what happens at about 5000C. This temperature therefore forms a lower limit for the value T, which, however, is below a value TM in order to avoid a new complete or partial conversion of these compounds into martensite due to the subsequent cooling.
On the other hand, the value T must be such that it is not sufficient to bring about an increase in temperature up to a Tm in the subsequent areas. above which the hardening achieved by the nitrogen treatment is canceled.
As a result, the part achieved by this treatment has sufficient hardening on the entirety of its outer and inner surface, with the exception of the area 13 of the outer surface between the annular lines aa and bb and the inner surface that forms the recess 10 and opposite the area 13 lies.
In order to be able to precisely distinguish these hardened zones from the zones in the drawings that can be stretched again through the treatment, the hardened areas are indicated in heavy lines and the stretchable areas with fine lines.
After the precisely defined heating by high-frequency current, through which the surfaces 13 have become extensible, the movable parts 2 are inserted and the bearing is completed by bending the parts 8b (Fig. 1) into the final position 8 (Fig. 4), the Stop with the edge 12 receives the elements 2 and the surface 6 these elements in the axial direction with the surface 7 of the also hardened other. Stop 9, which was formed at the beginning, keeps in contact.
Of course, the numerical examples for the tempering change with the type of steel used, as are the thickness dimensions and the width a-b of the zone to which the tempering is limited.
Excellent results are obtained in the case of a ring that is 1 mm thick and has an outer diameter of 30 mm, the width being 2 mm or more, using a soft steel with no added alloy, which is first replaced by a nitrogen-carbon Treatment is hardened to a depth of 0.01-0.02mm.
The following values were used:
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<tb>
<tb> Frequency <SEP> of the <SEP> induction current <SEP> 450 <SEP> khz
<tb> Power output <SEP> 3 <SEP> KW
<tb> Air gap <SEP> c <SEP> between <SEP> the <SEP> turn <SEP> 14 <SEP> and <SEP> the <SEP> ring <SEP> 1 <SEP> mm
<tb> Induction duration <SEP> 1 <SEP> sec <SEP>
<tb> Temperature <SEP> T <SEP> of the <SEP> remuneration <SEP> 700 <SEP> OC
<tb> Temperature <SEP> TM <SEP> of the <SEP> hardening <SEP> 850 <SEP> OC
<tb> Temperature <SEP> Tm <SEP> of the <SEP> subsequent <SEP> parts <SEP> 500 <SEP> C
<tb>
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FIGS. 2 and 3 show exemplary embodiments of a simple device for carrying out the method.
This device has a fixed support plate 15 on which a rotary plate 17 can rotate via a pin 16. There are several in this record. For example, four cylindrical recesses regularly offset from one another at the same distance from the axis of rotation x-x are provided, which are dimensioned so that each can receive a ring Ib to be subjected to compensation without significant play. By successively rotating the plate 17 by 900 in the direction of the arrow (FIG. 3), the recesses can therefore successively pass through the two placement points 18a and 18b in order to then get into the remuneration position 18c and then into the removal position 18d.
Dl of the compensation position 18c, the fixed plate 15 has a bore 19 of the same radius as each recess 18 in the rotatable plate, so that the recess that has come into position 18c coincides with this bore 19. In the bore 19, a carrier 20 is inserted, which lowers under the action of its own weight to the level of the upper surfaces 21 of the carrier 15. this carrier 20 can be lifted into the position shown in FIG. 2 via a lever 22.
The lever 22 can rotate at 23 in a bracket 24 connected to the carrier 15, u. between a lowered position 22a, in which the recess abuts against the bottom of the bracket 24, and an upper position in which the carrier 20 abuts against the lower surface of the plate 15 with a lug 25 interposed.
The rotatable plate can be rotated, for example, via a handwheel attached to the lower end of the axle 16.
With the help of this handwheel, the ring to be treated 1b, which is placed at 18a and 18b, can be guided into the area of the carrier 20 at 18c and by pivoting the lever from the position 22a to the position 22, the carrier 20 being raised , be raised so that the
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heating coil is performed.
The turn 14 is tubular and has a trapezoidal cross-section so that the small base area has a width that is almost equal to the vertical distance between the two lines aa and bb, between which the compensation is to take place, but the turn is sufficient Has cross section.
These preferably made of copper. existing tubular winding is supported by the plate 15 with the interposition of a bracket 30 which carries a collar 30a which encloses the two ends of the winding. These ends are known by two contacts 31 and 32 on the terminals of an HF generator 33. Type with the interposition of a switch 34, which enables the control of the power supply to the winding 14, connected. In order to avoid an extraordinary increase in temperature of the turn, its ends are connected to pipes 35 and 36 of a water or oil cooling flow.
In Fig. 5, an embodiment of the heating coil is shown. You waist annular cross-section on which a trapezoidal projection 37 is arranged.
Of course, numerous small machine elements can be treated according to the invention.
Thus, for example, inner rings 38 for bearings, such as, for example, according to FIG. 6, can receive the needles or other outer rolling elements 39 (FIG. 7) over which the outer stop 40a is bent at 40. The part 38 completely hardened on its surface is subject, according to the invention, to a remuneration limited to the area 13a of the inner surface and to the opposite area of its outer surface by means of high-frequency current, which is supplied, for example, via an induction winding 14b whose small trapezoidal base faces outwards .
Furthermore, stop plates for roller bodies, as shown for example at 41 in FIG. 8, can be treated, on which the movable elements 42 roll. which lie in the recess 43 of a stop plate which itself is in turn obtained on the plate 41 by bending over an annular projection 45a. This element, which is completely hardened on its surface, is subjected to a tempering in the area of the annular zone 13b by means of a high-frequency induction current, the current being supplied via the winding 14b according to the embodiment described above.
In any case, the temperature limits T, TM and Tm designated above for an exemplary embodiment can easily be determined by a few experiments.
Of course, the invention is not limited to the embodiment described in detail above and shown in the drawings, but there are numerous changes
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possible without deviating from their basic idea.
For example, according to a known method, one or more cooling devices in contact with the part to be treated can be used, which act on the area whose hardness is not desired to be changed, in order to achieve even better localization of the heating.
PATENT CLAIMS:
1. A method of forming a bent edge on a tube or plate of small wall thickness (on the order of millimeters) made of carbon-nitrided steel for holding needles, rollers or balls for bearings that have been previously placed in place, characterized in that the tube or the Plate with precise restriction to the area that forms the bending point, briefly heated and annealed using a known high-frequency induction heating and then the edge is formed over the inserted needles, etc. by cold bending.