Induktor zum Wärmebehandeln von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen. Für die Wärmebehandlung von Stahlteilen, zum Beispiel zum Zwecke des Oberflächenhär- tens, werden Induktoren benutzt, die aus einem oder einer geringen Anzahl von Heiz- leitern bestehen, die mit der elektrischen Stromquelle über einen Transformator ver bunden sind. Die sekundärseitigen Anschlüsse des Transformators liefern den erforderlichen, niedriggespannten Strom und die hohe Strom dichte.
Wenn solche Induktoren zum Er hitzen von Werkstücken dienen sollen, die nicht von Abschnitten verhältnismässig grossen 1)urehmessers begrenzt sind, ist es nicht not wendig, den Induktor zu teilen, da er ohne Schwierigkeiten auf das Werkstück aufge bracht werden kann. Wenn jedoch das zu behandelnde Werkstück mit. herausragenden Absehnit.ten versehen ist, die verhältnismässig grosse Abmessungen haben, muss der Induk tor zweigeteilt sein, so dass er auf den Werk- zeunahsehnitt, der behandelt werden soll, auf gesetzt werden kann.
Im allgemeinen wird der Induktor in diesem Falle aus zwei Hälf ten zusammengesetzt, die während der Be handlung des Werkstückes durch geeignete Mittel zusammengepresst werden.
Dies ist zum Beispiel der Fall bei Induk toren zur Behandlung von Kurbelwellen, Nockenwellen, Kurbelzapfen und ähnlichen Teilen, die gehärtet werden sollen, und bei welchen der Zapfen, der behandelt werden soll, durch die Kurbelwangen begrenzt ist. Die beschriebenen Induktoren haben sich in der Praxis bewährt. Wenn jedoch Werkstücke verschiedener Abmessungen behandelt werden müssen, ist es notwendig, Induktoren verschie dener Abmessungen bereitzuhalten, so dass jeweils der zu erhitzenden Zone ein Induktor geeigneter Form zugeordnet werden kann.
hm Teile wie Kurbelwellen zu behandeln, müssen so viele Härtestationen vorgesehen sein, wie Zapfen verschiedener Abmessungen an der Kurbelwelle vorhanden sind. Wenn zum Beispiel eine Kurbelwelle für eine Diesel maschine sechs ausmittige Kurbelzapfen und sieben koaxiale Lagerzapfen hat und alle diese Zapfen gehärtet werden sollen, müssen meh rere, in einem ungünstigen Fall zum Beispiel sieben, Härtestationen vorgesehen werden. Jede von ihnen kann über einen Transforma tor und einen geeigneten Schalter an den gleichen Generator angeschlossen sein. Durch geeignete Überwachungseinrichtungen kann sichergestellt werden, dass jeweils nur eine Station mit dem Generator verbunden wer den kann.
Wie ersichtlich, ist eine umfangreiche Installation für diese Art der Behandlung für das Oberflächenhärten von Kurbelzapfen und ähnlichen Werkstücken erforderlich. Das Aus wechseln ganzer Induktoren ist eine langwie rige und komplizierte Angelegenheit. Der erfindungsgemässe Induktor zum Wärmebehandeln von Werkstücken, insbeson dere von Kurbelwellen, zeichnet sieh durch einen mit Mitteln zum Anschliessen an eine Stromquelle versehenen Grundteil und weni<U>g-</U> stens zwei wahlweise mit dem Grundteil zu verbindende Wechselteile aus, von welchen mindestens der eine breiter ist als der Grund teil, das Ganze zum Zwecke,
kompliziertere Werkstücke mit ein und demselben Induktor wärinebehandeln zu können.
Dies ermöglicht, die sonst notwendige Zahl von Härtestationen auf eine zu beschränken, was zur erheblichen Verminderung der Her stellungskosten einer solchen Anlage führt, und wobei es nicht mehr erforderlich ist, das Werkstück von einer Härtestation zur an dern zu bewegen, was ermöglicht, die Behand- lungszeiten zu verringern.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind meh rere Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes schematisch dargestellt.
Fi-. 1 ist ein Schnitt nach der Linie I-1 in Fig. '? durch einen Induktor, Fig. ? eine Vorderansicht des Induktors nach Fig.l; Fig. 3 ist. eine Seitenansicht eines zweiten Induktors, Fig. 4 eine Vorderansicht zu Fig. 3;
Fig. 5 und 6 bzw. Fig. 7 und 8 zeigen den Fig. 3 und d entsprechende Darstellungen je eines weiteren Induktors, und Fig. 9 und 10 sind, von der Seite gesehen, zwei letzte Induktorformen.
In Fig. 1 und ? besitzt der Induktor einen Grundteil A, dessen Breite q nicht. grösser ist als die Breite des schmalsten, zu behandelnden Werkstückteils. Mit diesem Grundteil 1 des Induktors ist ein Wechselteil B lösbar ver bunden, dessen Abmessungen r und s den Ab messungen r' und s' des zu behandelnden Werkstüekabschnittes angepasst sind.
Der Grundteil A besitzt zwei abgewinkelte Schie nen a1, a.., deren eine Schenkel ai , a..' unter Zwischenlage einer elektrischen Isolierschicht i. aneinander befestigt sind und die nicht ge- zeigte Mittel zum Anschliessen des Induktors an eine Stromquelle aufweisen.
Die Breite s des Teils B ist "rösser als die Breite (l des Teils _1. Die Schienen crl, a.., weisen am Ende ihrer Ilauptteile l", a..," nicht gezeigte Mittel zur ausweeliselbaren Befestigung;
von \@ echsel- teilen L auf. Ausser dem Wechselteil ss ist noch wenigstens ein nicht dargestellter, wei terer Wechselteil vorhanden, welche Wechsel teile wahlweise mit dem Grundteil .1 verbun den werden können. Der zweite Wechselteil besitzt andere Abmessungen r undf oder s.
Im Betrieb wirkt der Teil _1 des Induktors insbe sondere auf den Mittelabschnitt und der Teil B des Induktors auf die Aussenabschnitte des zu behandelnden Werkstückteils ein. Wenn zum Beispiel Kurbelzapfen von r' = 10 cm Durchmesser und s' = 10 ein Länge er- wäi,mt werden sollen, kann der gleiche Induktorteil d von nicht ganz 5 cm Breite (q) benutzt werden, wie wenn ein Zapfen von 5 ein Durchmesser und 5 ein Länge zu behandeln wäre.
Der einzige Unterschied be steht in dem Teil B des Induktors. Im ersten Falle wird ein Teil ss mit einer Breite s von fast 10 ein und einem ,1Iass r von etwas hehr als 10 ein verwendet, wohingegen im zweiten Falle der Teil P des Induktors eine Breite von etwas weniger als 5 ein und ein Mass r von über 5 ein aufweist.
Während des Aufheizens des Werkstück- teils, zum Beispiel eines Kurbelzapfens, wird dieser uni seine Achse in Umlauf gesetzt, um die Temperatur gleichmässiger zu verteilen.
Mit c sind zwei bügelföi-mi"e, parallele Heiz- leiter des Teils P bezeichnet; diese können so gestaltet werden, dass die Erwärmung der Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes die erwünschte Temperaturverteilung ergibt. So können der oder die Heizleiter c beispiels weise unterschiedliche Breite aufweisen. Sie können auch schräg zur Aelisrichtung des Zapfens verlaufen.
Im allgemeinen ist es zweckmässig, den Kopplungsspalt zwischen dein Induktor und der Oberfläche des Werkstückes so klein wie möglich zu wählen. Uni den mittleren Ab stand des Teils -- vom Werkstück zu verklei nern, kann der Teil _1 eine Einbuchtung D er halten, wie in Fig. 1 angedeutet.
Gemäss Fig.3 und 4 weist der Induktor einen Grundteil .11 auf, der aus zwei wink ligen Kupfersehienen a1 und a2 mit. dazwi schenliegender, elektrischer Isolation besteht, und mit Mitteln zum Anschluss an eine Strom quelle, zum Beispiel. einem Transformator, ver sehen ist. Die Hauptteile a1", a2" der Kupfer schienen a1 und a2 sind flach und liegen in einem Winkel von 180 zueinander.
Die zwei je nur zur Hälfte gezeigten Wechselteile Bl, B.., des Induktors bestehen je aus den Heiz- leitern b1 und b2 und zwei diese verbinden den Brücken f 1 und f 2 und werden wahlweise verwendet.
Mittels einer lösbaren Klemmein richtung G werden die Teile<B>f l,</B><I>f 2</I> der Stücke B1 und B.# auf den Teil A1 des Induktors aufgepresst. Die Klemmeinrichtung G kann, wie beispielsweise dargestellt, aus einer [J-för- migen Klammer bestehen, die über die zu ver bindenden Teile aufgeschoben wird.
Der Randhebel ist mit einer kleinen, exzentrisch gelagerten Rolle verbunden, so dass durch Ver- schwenken des Hebels die Exzenterrolle den Teil f1 bzw. f2 an die Teile cal" bzw. a2" an drückt. Uni die Lage dieser beiden Teile des Induktors relativ zueinander festzulegen, schliesst an die Teile a1", a2" an deren freiem F'nde je ein Anschlag H an. Die Abschnitte des Werkstückes W, die behandelt werden sollen, laufen in Richtung der Pfeile J um, während sie erhitzt werden.
Die Werkstücke werden mittels an den Weehselteilen B1, L'2 bzw. am Grundteil -l1 gelagerter Führungs rollen K bzw. K' zentriert, die aus niehtmagne- tisehem Werkstoff hergestellt sind. Es ist. zweckmässig, den Induktor mit Wasser zu kühlen.
Das Kühlwasser fliesst durch die nicht dargestellten Kühlleitungen in Richtung der Pfeile<I>L</I> durch die Teile a1 (I11), <B><I>f l,</I></B> 1), und b.,, <I>f2,</I> (B1 bzw. B2) und -12 (111) des Induktors.
Wenn die Kühlwirkung sehr stark sein soll, kann Frisehwasser durch beide Kupfersehienen a1, a2 des Teils A1 des In- duktors zugeführt werden und nach Durch fliessen einer Hälfte der Teile b1, b2 ins Freie entlassen werden.
Die Verbindung, in der das Wasser von Teil Al zum Teil B1 bzw. B2 über fliesst, ist durch Dichtungsringe gedichtet, die dureh den hohen Anpressdruck zwischen den Teilen A1 und B1 <I>bzw.</I> B2 des Induktors eine dichte Verbindung gewährleisten.
Der obere Teil der Fig.3, 4- zeigt einen Induktor mit einem \V echselteil B1 für die Be handlung eines Kurbelzapfens W von grossem Durehmesser und grosser Breite, während die untere Hälfte der gleichen Zeichnung den Wechselteil B2 für einen Zapfen<I>W'</I> von ge ringerem Durchmesser und geringerer Breite zeigt.
Beide Wechselteile B1, Bo sind breiter als der Grundteil t11. Die Heizströme fliessen in Richtung der Pfeile J1. Das Erhitzungsbild wird in einfacher Weise beeinflusst durch Än derung der Breite h der Heizleiter b1, b:.. Grosse Breite dieser Heizleiter veranlasst eine stärkere Entwicklung von Wärme in den mitt leren Teilen des Werkstückes, während eine geringe Breite bewirkt, dass die Aussenab schnitte des Stückes W bzw. W stärker er wärmt werden.
Wenn der Induktor für das Oberflächen härten benutzt wird, ist es zweckmässig, geeig riete Absehreckeinrichtungen für das Werk stück vorzusehen, nachdem diese Oberfläche die Härtetemperatur erreicht hat. Diese Ab schreckeinrichtungen können am Teil Al des Induktors angebracht werden, aber sie können auch zusätzlich oder ausschliesslich im Teil B1 bzw. B2 zwischen den Heizleitern b1 und b., angeordnet sein. In diesem Falle wird der Vorderteil B1 bzw. B2 des Induktors mit einer Zuführungsleitung für das Abschreckwasser versehen.
Das Wasser kann auch dem Teil I11 des Induktors durch Öffnungen in den auf ein- andergepressten Oberflächen zwischen Q1.1 und B1 bZw. B2 zugeführt werden. Die Teile B1, B2 des Induktors sind mit einem Griff aus beliebigem Material versehen, so dass ein Aus wechseln nach jeder Erhitzungsarbeit leichter durchgeführt werden kann.
Naeh Fig. 5 und 6 besteht der Grundteil A2 des Induktors aus zwei Kupferschienen a1, a2, deren Hauptteile a1", a2" in einem Winkel von 90 zueinanderstehen. Um den Kopplungs spalt zu verkleinern, ist die Spitze des Win kels bei 0 abgeschnitten. In diesem Fall sind zwei Rollen K' im Grundteil .3 2 und ist. nur eine im Weehselteil B3 des Induktors ange ordnet.
In diesem Beispiel sind der (lrundteil :12 und die Teile<B>f l,</B> f 2 des Wechselteils B 3 des Induktors durch Zapfen P zusammengehalten, welche unbeweglich auf den Teilen<B><I>f l,</I></B> f 2 des Wechselteils B des Induktors angebracht sind und durch Bohrungen P1 der Hauptteile a1", a211 des Induktors hindurchgehen. Im rück wärtigen Teil werden sie magnetisch, mecha nisch oder hydraulisch durch geeignete Mittel angezogen, so dass auf diese Weise ein genü gender Kontaktdruck erzielt wird.
Die Ab standsrollen können in Richtung der Pfeile n verschoben werden, um sie so den verschie denen Durchmessern der zu behandelnden Werkstücke 11%' anzupassen. Um einen guten Kontakt zwisehen Grundteil @1., und Wechsel teil B3 herbeizuführen, kann die Kontakt- fläelie R1, R2 des Hauptteils a1" des Induk tors gezahnt sein, wie oben in Fig.5 darge stellt.
An Stelle von zwei parallel liegenden IIeir.- leitern bei den Beispielen nach Fig. 1 bis 1 ist hier im Wechselteil B;, des Induktors nur ein Heizleiter b vorgesehen, wie in Fig. 6 an gedeutet. Dieser erstreckt, sich von einer Seite eines Querteils f3 zu der andern Seite eines Querteils f4- Diese Anordnung gestattet, die Heizzone nach Wunseh zii beeinflussen durch 'Wahl der Breite dieses Heizleiters b und der Art seiner Anordnung.
Der Teil B3 ist breiter als der Teil -12. Mindestens ein zweiter Wceh- selteil ist vorhanden, aber nicht gezeielinet.
Nach Fig. 7 und 8 sind die Hauptteile a1", a211 des Grundteils _13 des Induktors naeb einem Kreis gebogen. Diese Anordnung ge stattet, den Kopplungsspalt für alle Durch messer von zu behandelnden Werkstüeken wesentlieh zii verkleinern.
Um genügenden Anfangsdruck für die Kontakt- und Wasser überleitungsflächen zu erzeugen, können die Innenflächen der Hauptteile a1", a211 des In- duktors treppenartig ausgebildet sein, wie bei Y angedeutet, oder es können Nuten, wie bei T angedeutet, vorgesehen sein.
Die zwei nur je zur Hälfte gezeigten Wech selteile B.1, B;, des Induktors bestehen je aus zwei Heizleitern b,, und b,; und zwei diese ver bindenden Brücken f;; und<B>f6,</B> die mittels Zapfen P3, P.., an die Hauptteile a1", n211 angedrückt -erden. Auf diese Zapfen wird mechanisch, llydrauliseli oder pneumatisch ein Zug ausgeübt. Auch in diesem.
Fall ist die Methode veranschaulicht, wie Werkstüeke 1F und IV' mit zwei verschiedenen Abmessun gen behandelt werden können. Die Teile B,4, B5 sind breiter als der Teil A.3. Da die Abstandsrollen unter Umständen mit Rücksicht auf die Zuleitung schlecht un terzubringen sind, kann es zweckmässig sein, von der mehr oder weniger symmetrisehen Ausbildung der Induktoren, die in den Fig. 1.
bis 8 der Zeielinun-en dargestellt sind, sowohl was die Anordnung- der Rollen selbst als auch die Anordnung der Zuleitungen anbelangt, ab- zuweiehen. Dabei muss selbstverständlich die symmetrisehe Dreieeksanordnung der Rollen erhalten bleiben.
In Fig. 9 ist zii diesem Zweck die Anord- nunf- so getroffen, dass zwei Rollen K im Weehselteil B sitzen und eine Rolle K' auf dem CTrundteil. _1 des Induktors, der unmittel bar an die Stromquelle angeschlossen ist.
Die Hauptteile n.111, a211 des Grundteils .1, die in einem Winkel von l80 liegen, sind ungleich lang, und die Rolle K' ist auf dem längeren Hauptteil a1." vorgesehen.- In Fig. 10 ist der eine Hauptteil a211 des Induktors bogenförmig.
Die Zuführsehenkel a.1', a2' der Schienen a1, a.. sind abgebogen und die Abstandrolle K' ist im Scheitel des Bogens des Teils a211 vor- g r Sehen. Die beiden Cleaenrollen K befinden e sieh am Weeliselteil B.
Es ist auch möglich, die Hauptteile der Schienen a1, a.2 rechtwink lig zueinander verlaufen zu lassen und die eine Rolle in der Spitze des Winkels anzuordnen.
In Fig.9 und 10 ist je noch mindestens ein zweiter Wechselteil vorhanden (nicht ge zeigt) und ist, letzteres breiter als der Haupt teil _l.
Es ist selbstverständlich, dass in dieser Be- ziehiuig auch andere Anordnungen gewählt werden können mit dem Ziel, die Rollen ein fach und zweckentsprechend unterzubringen.
Die Erfindung ist nicht auf die darge stellten und beschriebenen Ausführungsfor men besehränkt. Es kann zum Beispiel der Wirkungsgrad verbessert werden durch die Anordnung von i@lagnet.jochen. auf den Heiz- leitern bzw. den Induktoren.