CN115151662A - 用于感应式表层硬化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对围绕由能硬化的钢制成的环形构件的面(2a)进行感应式表层硬化的方法，其获得均匀且无中断的硬化。为此a)利用感应器(1a、1b、3a、3b)使初始区达到硬化温度，并利用喷淋装置(1c、3c)淬火。然后b)借助固定的感应器组件(1)和能移动的感应器组件(1、3)硬化面(2a)，其中能移动的感应器组件(3)沿面(2a)移动，并且同时环形构件(2)围绕旋转轴线(X)旋转，以使待硬化的面(2a)沿固定的感应器组件(1)移动，其中能移动的感应器组件(3)沿面(2a)移动的速度(V2)大于其圆周速度(V1)。然后c)对面(2a)的结束区(E)进行硬化，从而至少一个首先到达结束区(E)的先行感应器(1a、3a)预热结束区(E)，直到尾随感应器(1b、3b)位于结束区(E)并将结束区(E)最终加热到硬化温度。接着借助喷淋装置(1c、3c、5)淬火已最终加热的结束区(E)。

Description

用于感应式表层硬化的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对面进行感应式表层硬化的方法，该面环绕着由可硬化的钢制成的环形的构件。

背景技术

“用于表层的感应式硬化的方法”是指这样的方法，其中通过在构件中感应产生的电磁场将钢材的与相应待硬化的面邻接的表层加热到硬化温度，其中相应承载该面的构件由该钢材制成，并且其中已经以这种方式加热的表层区段随后通过施加合适的淬火剂充分快速地冷却，以便在相关表层区段中产生硬化组织。

感应式表层硬化的技术和物理背景在手册236“

von Stahl-

(钢的热处理-表层硬化)”，2009年版中进行了说明，该手册由钢铁商业行业协会，Sohnstraβe 65,40237Düsseldorf出版，并且可在URL https://www.stahl-online.de/wp-content/uploads/2019/04/MB236_Waermebehandlung_von_Stahl_Randschichthaerten.pdf，可用日期2020年2月6日下载。

可以使用根据本发明的方法对其面进行表层硬化的环形构件通常是用于大型滚子轴承等的轴承环。这种轴承环例如用于支承大型风力设备的转子的滚子轴承，或者用于将塔式起重机等以可绕竖直轴线旋转的方式支承的滚子轴承。这种轴承的直径通常在40-1000cm的范围内。

通过使用两个感应器，可以特别有效地对这种大型环形构件的环绕的面进行表层硬化，这两个感应器沿着待硬化的面以同步、对向的方式运动。以这种方式，感应器接连地将相应被由其产生的电磁场覆盖的面区段加热到硬化温度。以这种方式加热的面区段然后由喷淋射流淬火，这些喷淋射流由相应尾随这些感应器引导的喷淋装置发射。

与这种类型的表层硬化的优点相对的是，两个或多个感应器由于其所占据的结构空间而分别只能彼此靠近到距离特定距离的程度。以此方式，即使在加工工序开始或结束时将感应器最紧密相邻地布置，工件上仍会剩余一个区域，其中仅达到了不足的硬度，因为由感应器产生的电磁场并未直接到达待硬化的面的存在于感应器之间的区域，或者由于感应器产生的场的相互干扰，该区域仅被不足地加热。在此，在实践中，已证明待硬化的面的初始区比结束区问题更少，其中在该初始区上方，在硬化工序开始时感应器紧密相邻，因为在加热初始区时，不必同时也已经对先前加热的面区段进行淬火，因此有足够的时间通过热迁移使未被感应器电磁场直接扫过的区域也达到硬化温度。

然而，如果没有特殊的对策，待硬化的面的结束区内由于结构条件会剩余一个区域，其加热不足，因此未达到在待表层硬化的面的其余区段上达到的硬度，其中在该结束区中感应器在沿着分配给其的环形区段移动后再次相遇。这种仅未完全硬化的区域在技术术语中也被称为“缺口(Schlupf)”，并且在实际使用中可能导致过早失效，尤其是在表层硬化的面规律性地在其整个周面上受载的应用中。由于其较低的硬度，缺口区域比表层硬化的面剩余的、硬化程度更高的区域磨损得更快。

已经开发了各种方法来实现大型环形构件的环绕的面的无缺口硬化。

这种方法的第一个例子由EP 1 848 833 B1已知。在该用于制造用于具有至少一个具有硬化表层的滚道的大型滚子轴承的轴承环的方法中，至少两个感应器在硬化开始时布置在待硬化的环形滚道的共同初始区上方并在那将相对而置的表层加热到硬化温度。然后将感应器沿滚道沿相反方向移动，以分别加热与初始区相连的轴承环的环形滚道的中间区。在彼此沿相反方向移动的感应器经过一小段距离后，朝向加热后的表层的喷淋装置被接通，从而相关的先前被加热的表层从开始时被加热的初始区的中心开始淬火。然后，感应器和所对应的喷淋装置在其半环上进一步移动，直到其在与起点相对的结束区再次相遇，并在那再次形成一个共同的加热区。在结束区达到所需的硬化温度后，两个感应器从滚道表面垂直升高，为喷淋装置腾出空间，喷淋装置现在对准结束区以对其进行淬火。为了使结束区可靠且快速地达到硬化温度，已知方法设置了附加的辅助感应器，该辅助感应器在加热初始区或中间区时已经预热了结束区。

从EP 2 310 543 B1已知另一种所讨论类型的方法。该方法基于EP 1 848 833 B1中描述的旧方法，并规定在EP 1 848 833 B1中已知的方法中用于预热结束区的辅助感应器以与旧方法中设定的运动相比额外的自由度运动，如摆动或盘旋，以使加热均匀化。

由EP 1 977 020 B1已知用于硬化画出闭合曲线的工件，例如轴承环或齿环的第三种方法。在该已知方法中，在第一工作步骤中，至少两个感应器在起始区域中附接至工件，其中感应器占据彼此紧密相邻的起始位置，该起始位置在其之间界定起始区。然后通过感应器中的至少一个将起始区加热到硬化温度，然后淬火。然后感应器从其各自的起始位置开始沿着工件移动，其中一个感应器的移动方向与另一感应器的移动方向相反，并且其中工件分别位于感应器的有效范围内的区段被加热到硬化温度，然后淬火。感应器的相反运动继续进行，直到感应器到达结束位置，在该结束位置中，其与相应另一个感应器紧密相邻。现在，在两个感应器所到达的结束位置之间包围有结束区。为了也使其达到硬化温度，感应器在感应器的移动方向之一的方向上一起移动，并且结束区被之前已经在该移动方向上移动的感应器加热到硬化温度。以这种方式，结束区被感应器中的至少一个完全经过且被均匀地达到硬化温度。

最后，EP 2 542 707 B1公开了一种用于对圆形构件的环形面进行感应式硬化的方法和设备，其中将分组为两个感应器对的四个感应器布置在待硬化的环形面上，其中每个感应器对分配有喷淋装置，并且在加热开始时，该喷淋装置布置得彼此紧密相邻。感应器对的感应器和相对应的喷淋装置也直接并排地布置。以这种方式在待硬化滚道的初始区上定向的感应器-喷淋装置组合在接通后在相反的周向上沿待硬化滚道的与其分别对应的中间区段移动，从而使先前借助于感应器对加热到硬化温度的面区段随后立即淬火，以在滚道表层形成硬化组织。感应器对继续它们反向的运动，直到感应器对的相应先行的感应器在滚道的结束区上相遇。当到达结束区时，将先行感应器从滚动面移除，以便为感应器对的尾随感应器腾出空间。这些尾随感应器在其目前相应的周向上进一步移动，直到其也在结束区上方相遇，并且结束区也被两个尾随感应器加热到硬化温度。在尾随感应器与和其分别对应的喷淋装置也顺次地或同时地一起从待硬化面的结束区移开之后，结束区也通过另外的喷淋装置来淬火，以便在此处同样获得硬化组织。

发明内容

在上述现有技术的背景下，本发明的目的在于，提供一种在时间需求方面优化的方法，该方法能够实现，使环形构件的环绕的面最优地均匀地并且无中断地进行表层硬化。

本发明通过一种方法实现了该目的，在该方法中至少完成在权利要求1中给出的工作步骤。

在此不言而喻的是，本领域技术人员在实施根据本发明的方法以及其在此阐述的变型方案和扩展可能性时补充在此未明确提及的工作步骤，本领域技术人员基于其实践经验知道在实施这种方法时通常使用这些工作步骤。

本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出，并且接下来与本发明的一般思想一同详细阐述。

根据本发明的方法用于对围绕由可硬化的钢制成的环形构件、尤其是用于大型滚子轴承的轴承环的面进行感应式表层硬化，该面具有在开始时被表层硬化的初始区和在结束时被表层硬化的结束区。为此，根据本发明的方法包括以下工作步骤：

a)将所述初始区表层硬化，其方式是，利用至少一个感应器使所述初始区达到硬化温度，并利用至少一个将淬火介质射流对准已加热的初始区的喷淋装置来淬火；

b)紧接着所述初始区的表层硬化，对所述环形构件的待被表层硬化的面进行接连的(sukzessiv)表层硬化

-借助于两个感应器组件，其分别包括先行感应器、尾随感应器以及喷淋装置，该先行感应器引起待表层硬化的面的分别被其扫过的区域的预热，该尾随感应器相对于该先行感应器向初始区的方向偏置地布置并且使之前被该先行感应器预热的区域最终加热到硬化温度，该喷淋装置以淬火介质射流对待表层硬化的面的之前分别被该尾随感应器最终加热的区域淬火，

-其中，一个感应器组件固定地布置，

-另一感应器组件构造成能移动的并且为了表层硬化而沿着待被表层硬化的面移动，以及

-同时，所述环形构件围绕旋转轴线旋转，以使所述待表层硬化的面沿着所述固定的感应器组件移动，其中所述能移动的感应器组件沿着所述待表层硬化的面移动的速度大于所述环形构件的所述待表层硬化的面的圆周速度；

c)对结束区进行硬化，其方式是，当结束区相对于感应器组件处于特定距离时，感应器组件中的至少一个的先行感应器至少暂时地以相对于该感应器组件的尾随感应器提高的进给速度朝结束区的方向移动，从而在相关的先行感应器和与其对应的尾随感应器之间产生增大的距离，并且该先行感应器提前一个时间间隔位于结束区，该时间间隔的时长等于尾随感应器克服其与先行感应器之间之前产生的距离所需的时长，从而所述至少一个首先到达结束区的先行的感应器预热结束区，直到其感应器组件的尾随感应器位于结束区并将结束区最终加热到硬化温度，其中，接着借助于喷淋装置将已最终加热至硬化温度的结束区淬火。

在此，在待硬化的面的初始区和结束区之间存在两个中间区，其中第一中间区在第一周向上连接到初始区上，并且其中第二中间区在与第一周向相反的第二周向上连接到初始区上，从而结束区在中间区的背离初始区的端部之间延伸。这些中间区在表层硬化期间由根据本发明所使用的感应器组件由于由能移动的感应器组件实施的运动和环形构件的同时的旋转而被扫过。

在根据本发明的方法中，因此借助于感应器中的至少一个来预热待被表层硬化的面的结束区，这些感应器已经参与到面的中间区的在回转中进行的表层硬化。

由于其从接近结束区特定程度起更高的进给速度，所以向结束区行进的在先感应器更快地到达待硬化的面的结束区，从而只要其感应器组件的尾随感应器还在前往结束区的途中或者结束区在前往相应尾随感应器的途中，其就已经可以预热该结束区。如果尾随感应器随后到达结束区或结束区到达尾随感应器处，则将先行感应器从结束区移开并且尾随感应器进入其位置以便将结束区最终加热到硬化温度。如果结束区达到硬化温度，则尾随感应器也可从结束区移除，并且结束区可借助于为此设置的喷淋装置淬火。可替代地，也可以将结束区移动到喷淋装置，以便执行淬火。

运动的感应器组件沿着待硬化的、同样以圆周速度运动的周面运动的进给速度大于周面的圆周速度，从而运动的感应器组件领先于周面。能移动的感应器组件沿着待被表层硬化的旋转的周面的运动和待被表层硬化的周面的旋转方向相应地同向。

在此，运动的感应器组件的先行感应器在进给方向上布置在尾随感应器之前，在进给方向上观察，感应器组件的喷淋装置定位在该尾随感应器之后。以该方式，待表层硬化的周面的连续的新的未硬化的区域到达由移动的感应器组件的先行感应器感应产生的电磁场的作用区域中，因此被预热且紧接着无中断地到达由移动的感应器组件的尾随感应器感应产生的电磁场的作用区域中。通过该场，将待表层硬化的面的相应被覆盖的区最终加热到硬化温度，以便然后由运动的感应器组件的喷淋装置淬火。

在固定的感应器组件中，先行感应器相对于尾随感应器相反于环形构件的周面的旋转方向偏置地布置，从而由于环形构件的旋转运动，待表层硬化的面的相应未硬化的区域(也就是说存在于初始区和结束区之间的中间区的区域)连续地到达先行感应器(“预热感应器”)的电磁场的作用区域中且随后到达固定的感应器组件的尾随感应器(“最终加热感应器”)的电磁场的作用区域中，以便随后由对应于固定的感应器组件的喷淋装置淬火，其关于环形构件的旋转方向布置在固定的感应器组件的尾随感应器之后。

通过将固定的感应器组件的进给速度恒定地保持为等于环形构件的待硬化的周面的圆周速度的两倍，可实现中间区的对称的硬化。在此，移动的感应器组件的先行感应器可以在达到其设置成其加速起点的距结束区的距离之后以相对于能移动的感应器组件的至此所保持的进给速度进一步提高的速度向结束区的方向运动，而移动的感应器组件的尾随感应器和喷淋装置继续以之前已经保持的进给速度运动。

作为对移动的感应器组件的先行感应器在达到为此相应设置的与结束区的距离时进行加速进给运动的替代或附加方案，一旦结束区与先行感应器相距为开始该运动所设置的距离，则固定的感应器组件的先行感应器可以也朝结束区运动，在该情况下反向于待硬化的周面的转动方向运动。

在移动的感应器组件的先行感应器以及固定的感应器组件的先行感应器都朝结束区移动的情况下，最佳地，先行感应器彼此相向移动的速度是相同的。以这种方式，先行感应器在结束区上方相遇，以便然后共同加热该结束区。为此，使固定的感应器组件的先行感应器的运动方向在到达结束区之后反向，并且固定的和能移动的感应器组件的两个先行感应器共同以一个速度进给，该速度设置为使得在结束区与先行感应器之间不再发生相对运动，因此先行感应器恒定地停留在待硬化的周面的结束区之上，并且以这种方式共同均匀地预热该结束区。

由于一方面环形构件的旋转和另一方面移动的感应器组件的尾随感应器和喷淋装置的进给运动在此保持恒定，因此待硬化的面的结束区以及这些先行感应器接近固定的感应器组件的尾随感应器，并且同时，从相反的一侧，移动的感应器组件的尾随感应器接近结束区。如果移动的感应器组件的尾随感应器到达结束区并且结束区到达固定的感应器组件的保持静止的尾随感应器，则可移开仍位于结束区上方的相应的先行感应器，以便为尾随感应器腾出空间。如果之前两个先行感应器定位在结束区上方，则可相继地进行相关的先行感应器的移开，从而相应仍停留在结束区上方的先行感应器可继续加热结束区，直至其同样须移开，以为能移动的感应器组件的后续的尾随感应器腾出空间，或为使结束区接合到固定的感应器组件的尾随感应器的作用区域中而腾出空间。

在该情况下，最终加热同样可通过感应器组件的尾随感应器共同地进行，或通过相关尾随感应器中的一个来进行。

原则上，根据本发明使用的用于淬火的喷淋装置将淬火介质的单个射流对准相应待淬火的区可能是足够的，只要该射流足够强并且所输送的液体体积足够大，以便以所需的速度从待硬化的区中提取热量。为此，在实践中已证明同时射出多个单个射流的喷淋装置是有效的，以便对要淬火的区可靠地且完全地施加足以带走热量的量的淬火介质。

分别利用仅一个感应器来预热和/或最终加热结束区的优点在于，不出现相应有效的电磁场的相互干扰，当两个感应器紧密相邻地共同加热一个区时，可能出现所述相互干扰。因此不需要用于避免这些干扰的特别措施。此外，使用唯一的感应器来预热和/或最终加热结束区允许精确地控制引入到结束区中的热量，从而例如可在经硬化的表层中实现相应精确地设计的硬度分布。

作为对结束区的预热和最终加热分别仅用一个感应器来进行的上述变型的替代方案，在例如应尽可能快地实现加热到硬化温度的情况下，也可以分别通过两个感应器来共同进行预热和/或最终加热。

在实践中，在分别以提高的进给速度移动的先行感应器和与其对应的尾随感应器之间的速度差或在环形构件的待硬化的周面与相应的先行感应器之间的速度差例如设置为使得通过先行感应器预热结束区的可用时长为1-10s。

在实践中，先行感应器的适合于此目的的提高的进给速度在数值上例如在240mm/min到1800mm/min的范围内，而尾随感应器、暂时地以及先行感应器沿着中间区移动的进给速度可在180mm/min到1200mm/min的范围内。在此，不言而喻的是，在针对先行感应器的提高的进给速度和尾随感应器的进给速度所预设的范围内，相应的速度选择为使得先行感应器的提高的进给速度高于尾随感应器移动的速度。

在实践中，从开始位置(从开始位置开始，相应先行感应器进行更快的进给运动)直至结束区的起点在先行感应器的运动方向上所测得的距离可以为40-300mm。

为了确保相应的先行感应器在其快速移动的阶段期间也在其扫过的区域中产生足够的热量，可以有利的是，与相关的先行感应器在其以与其感应器组件的尾随感应器相同的进给速度移动时运行的电功率相比，提高以提高的进给速度先行的感应器的电功率。同样可能有利的是，如果与其对应的先行感应器以提高的进给速度移动，则也调节相应的尾随感应器的功率，以便确保足以加热至硬化温度的热量输入。

同样在加热初始区时，对于有针对性地调整特定的硬度分布有利的是，仅使用一个感应器。为此，根据本发明的方法的另一变型方案，在工作步骤a)中，初始区至硬化温度的加热可以方便地通过其中一个感应器组件的一个感应器来进行。在此，当用于加热初始区的感应器是根据本发明所设置的感应器组件中的一个的尾随感应器时，得到参与的感应器的在实践中可简单地实施的运动过程。为了在这种情况下在将初始区加热到硬化温度之后为喷淋装置的使用腾出空间，在将初始区加热到硬化温度之后，用于加热初始区的尾随感应器可以特别是突然地朝向与其感应器组件对应的中间区的起始区域的方向移动，使得随后可以将为淬火初始区而提供的喷淋装置的射流在通过移开感应器而释放的空间中对准初始区。

分别用于对初始区或结束区淬火的喷淋装置可以是感应器组件之一的喷淋装置。为此可以规定，至少为此使用的喷淋装置可以独立于感应器移动，从而其为了对初始区进行淬火可以从其在正常硬化运行中与感应器的空间对应关系移动到运行位置，在该运行位置中其喷淋射流最佳地射到要淬火的初始区上。

然而，针对初始区的硬化与紧接其后的中间区的硬化之间的过渡的优化，如果设置单独的喷淋装置用于对初始区进行淬火则也可能是有利的，该喷淋装置的射流和功率专门地与初始区的区域中存在的条件相协调。

同样，可以使用随着感应器组件引导的喷淋装置中的至少一个来淬火结束区。为此同样可以规定，喷淋装置可以独立于相应的感应器组件的感应器移动，从而该喷淋装置为了对结束区淬火可以从其与相应的感应器组件的感应器的空间对应关系被置入运行位置，在该运行位置中其喷淋射流最佳地射到待淬火的结束区。

然而，作为替代方案，这里也可以在用于调节所述感应器组件的喷淋装置的成本最小的情况下通过以下方式来实现最佳的淬火结果，即为了淬火结束区使用额外的喷淋装置，该额外的喷淋装置独立于所述感应器组件的喷淋装置并且在加热所述结束区期间处于等待位置中。

附图说明

下面借助于示出实施例的附图进一步阐述本发明。

图1-图9b分别示意性地并且不按比例地以俯视图示出了在根据本发明的方法的不同阶段中的用于表层硬化的设备。

具体实施方式

在图1-图9b中示出的设备用于对轴承环2的周面2a进行表层硬化。它包括感应器组件1，该感应器组件是固定设置的并且具有预热感应器1a、最终加热感应器1b和喷淋装置1c。在此，该预热感应器1a在周向U上在最终加热感应器1b之前布置在轴承环2的待硬化的周面2a上。同样与周面2a紧密相邻地布置的最终加热感应器1b又在周向U上定位在喷淋装置1c之前，该喷淋装置1c相对于感应器1a、1b在径向上相对于周面2a向外偏置地布置。

此外，该设备具有能移动的第二感应器组件3，该第二感应器组件3可在周向U上沿着轴承环2移动。第二感应器组件3包括预热感应器3a、在周向U上布置在预热感应器3a之后的最终加热感应器3b和在周向U上布置在最终加热感应器3b之后的喷淋装置3c。在此，喷淋装置3c沿径向外相对于轴承环2的周面2a偏置地定位，使得该喷淋装置在起始位置中关于周面2a布置在固定的感应器组件1的最终加热感应器1b后方，在该起始位置中能移动的感应器组件3与固定的感应器组件1紧密相邻(见图1)，但可以关于周面2a沿其在固定的感应器组件1的喷淋装置1c前方移动。

在表层硬化期间水平取向的轴承环2保持在工件容纳部4中，该工件容纳部可以使轴承环围绕其竖直取向的中心轴线X沿周向U以圆周速度V1旋转地运动。

在起始位置中，能移动的感应器组件3的最终加热感应器3b在周向U上直接定位在固定的感应器组件1的最终加热感应器1b旁边。固定的感应器组件1的喷淋装置1c相对于周面2a在径向上向外偏置地位于最终加热感应器3b后方。轴承环2静止或者在小角度范围中摆动地运行，以便在加热待硬化的周面2a的初始区A时使热量输入均匀化。固定的感应器组件1的感应器1a、1b和能移动的感应器组件3的感应器3a、3b现在共同加热初始区A(图1)。

一旦在初始区A中达到硬化温度，轴承环2就沿周向U围绕轴线X转动，从而周面2a以圆周速度V1围绕轴线X运动。固定的感应器单元1的喷淋装置1c被接通并对沿其移动的初始区A进行淬火。

同时，固定的感应器单元1和能移动的感应器单元3的预热感应器1a、3a也接通，并且能移动的感应器单元3沿着轴承环2的周面2a在周向U上以速度V2移动。速度V2是圆周速度V1的两倍(V2＝2×V1)。同样地，一旦能移动的感应器组件3的喷淋装置3c通过了固定的感应器组件1的最终加热感应器1b，则该喷淋装置3c被接通(图2)。

在沿周面2a运动期间，对周面2a的分别位于感应器单元3的作用区域中的区进行接连的硬化和淬火。在此，预热感应器3a进行预热，最终加热感应器3b将相应的区最终加热至硬化温度，而喷淋装置3c将加热至硬化温度的区淬火，从而在与周面2a邻接的表层中产生硬化组织。

同时，固定的感应器组件1的预热感应器1a加热周面2a的沿着该预热感应器1运动的区，该区随后由固定的感应器组件1的最终加热感应器1b最终加热，以便随后由固定的感应器组件1的喷淋装置1c淬火。由于能移动的感应器组件3的相对于圆周速度V1双倍的进给速度V2，在感应器组件3和周面2之间的相对速度等于圆周速度V1。因此，能移动的感应器组件3以与结束区E朝着固定的感应器组件1相同的速度朝着周面2a的结束区E移动(图2-图4)。

周面2a的接连的硬化继续进行，直到周面2a的结束区E以特定的距离接近固定的感应器组件1的预热感应器1a。从这一点开始，能移动的感应器组件3的预热感应器3a以相对于进给速度V2额外提高的进给速度V2′提前于能移动的感应器组件3的最终加热感应器3b朝结束区E的方向移动。同时，固定的感应器组件1的预热感应器1a在与预热感应器3a的移动和轴承环2的旋转运动相反的方向上以速度V1′朝结束区E移动，速度V1′在数值上等于速度V2′。最终加热感应器3b和喷淋装置3c以及轴承环2在此期间不变地继续移动。通过这种方式，预热感应器1a、3a在结束区E上方的精确地位于最终加热感应器3b和1b之间的位置处相遇(图5)。

如果到达该位置，则两个预热感应器1a、3a共同地朝固定的最终加热感应器1b的方向以进给速度运动，该进给速度被调节成使得在预热感应器1a、3a与结束区E之间不再发生相对运动，而最终加热感应器3b和喷淋装置3c以及轴承环2不变地继续运动，直至感应器1a再次位于其初始的固定位置。在该阶段期间，结束区E通过预热感应器1a、3a共同地预热(图6)。

现在，能移动的感应器组件3的预热感应器3a被关断并且移动到远离周面2a的等待位置中。预热感应器3a继续以速度V2′朝向固定的最终加热感应器1b的方向运动，而最终加热感应器3b和喷淋装置3c以及轴承环2不变地继续移动，直到预热感应器3a接近最终加热感应器3b(图7)。

现在预热感应器3a也被关断并且移动到等待位置中，而能移动的最终加热感应器3b连同喷淋装置3c继续以速度V2在周向U上朝固定的最终加热感应器1b移动，而轴承环2继续以圆周速度V1移动，直至移动的最终加热感应器3b处于与固定的最终加热感应器1b直接相邻的位置中。轴承环2的运动现在停止，并且现在精确位于最终加热感应器1b、3b下方的结束区E的最终加热通过最终加热感应器1b、3b共同进行(图8)。

替代地，在此也可能的是，一旦两个预热感应器1a、3a彼此靠近，就关断这两个预热感应器并且将其置于等待位置中，并且然后继续轴承环2和能移动的最终加热感应器3b以及喷淋装置3c的运动，直至最终加热感应器3b到达其最靠近最终加热感应器1b并且定位在结束区E上方的位置。

如果在结束区E中达到硬化温度，则根据第一变型方案，最终加热感应器1b、3b从结束区E枢转离开并且借助于额外的喷淋装置5进行淬火(图9a)，或者根据第二变型方案，轴承环2在快速挡中沿周向U旋转，直到结束区E布置在固定的喷淋装置1c下方，该固定的喷淋装置然后进行淬火(图9b)。

因此，本发明提供了用于对围绕由可硬化的钢制成的环形的构件的面2a进行感应式表层硬化的方法，该方法实现了均匀的且无中断的硬化。为此，面2a的初始区A被表层硬化，其方式是，该初始区借助于感应器1a、1b、3a、3b达到硬化温度并且被喷淋装置1c、3c淬火。随后，借助于固定布置的感应器组件1和能移动地布置的感应器组件3来硬化面2a，其分别包括用于预热面2a的被其扫过的区域的先行的感应器1a、3a、朝初始区A的方向偏置的用于将预热的区域最终加热到硬化温度的尾随的感应器1b、3b以及用于将最终加热的区域淬火的喷淋装置1c、3c，其中，能移动的感应器组件3沿着面2a移动并且同时环形的构件2围绕旋转轴线X旋转，以便沿着固定的感应器组件1移动待硬化的面2a，其中，能移动的感应器组件3沿着面2a的速度V2大于其圆周速度V1。然后通过以下方式硬化面2a的结束区E，即，当结束区E与感应器组件1、3间隔特定距离时，感应器组件1、3中的一个的先行的感应器1a、3a暂时以相对于其尾随的感应器1b、3b提高的进给速度V1′、V2′朝向结束区E的方向移动，从而在先行的感应器1a、3a与尾随其的感应器1b、3b之间产生增大的距离，并且先行的感应器1a、3a提前一个时间间隔位于结束区E，该时间间隔等于尾随的感应器1b、3b克服其与先行的感应器之间产生的距离所需的时长，从而至少一个首先到达结束区E的先行的感应器1a、3a预热结束区E，直到尾随的感应器1b、3b位于结束区E并将结束区E最终加热到硬化温度。最后，借助于喷淋装置1c、3c、5将已最终加热的结束区E淬火。

附图标记说明

1 固定的感应器组件

1a 感应器组件的预热感应器

1b 感应器组件的最终加热感应器

1c 感应器组件的喷淋装置

2a 轴承环2的待硬化的周面

2 轴承环(＝环形的构件)

3 能移动的感应器组件

3a 感应器组件3的预热感应器

3b 感应器组件3的最终加热感应器

3c 感应器组件3的喷淋装置

4 工件容纳部

5 额外的喷淋装置

A 待硬化的周面2a的初始区

E 待硬化的周面2a的结束区

U 周向

V1 轴承环2的圆周速度

V1′ 预热感应器1a的进给速度

V2 能移动的感应器组件3的运动速度

V2′ 预热感应器3a的提高的进给速度

X 工件容纳部4的竖直定向的中心轴线

Claims (9)

1.用于对围绕由能硬化的钢制成的环形构件(2)的面(2a)进行感应式表层硬化的方法，所述面具有在开始时被表层硬化的初始区(A)和在结束时被表层硬化的结束区(E)，所述方法包括以下工作步骤：

a)将所述初始区(A)表层硬化，其方式是，利用至少一个感应器(1a、1b、3a、3b)使所述初始区(A)达到硬化温度，并利用至少一个将淬火介质射流对准已加热的初始区(A)的喷淋装置(1c、3c)来淬火；

b)紧接着所述初始区(A)的表层硬化，对所述环形构件(2)的待表层硬化的面(2a)进行接连的表层硬化

-借助于两个感应器组件(1、3)，其分别包括先行感应器(1a、3a)、尾随感应器(1b、3b)以及喷淋装置(1c、3c)，所述先行感应器引起待表层硬化的面(2a)的分别被其扫过的区域的预热，所述尾随感应器相对于所述先行感应器(1a、3a)向初始区(A)的方向偏置地布置并且使之前被所述先行感应器(1a、3a)预热的区域最终加热到硬化温度，所述喷淋装置以淬火介质射流对待表层硬化的面(2a)的之前分别被所述尾随感应器(1b、3b)最终加热的区域淬火，

-其中，一个感应器组件(1)固定地布置，

-另一感应器组件(3)构造成能移动的并且为了表层硬化而沿着待表层硬化的面(2a)移动，并且

-同时，所述环形构件(2)围绕旋转轴线(X)旋转，以使所述待表层硬化的面(2a)沿着固定的感应器组件(1)移动，其中能移动的感应器组件(3)沿着待表层硬化的面(2a)移动的速度(V2)大于所述环形构件(2)的待表层硬化的面(2a)的圆周速度(V1)；

c)对结束区(E)进行硬化，其方式是，当结束区(E)相对于感应器组件(1、3)处于特定距离时，感应器组件(1、3)中的至少一个感应器组件的先行感应器(1a、3a)至少暂时地以相对于该感应器组件(1、3)的尾随感应器(1b、3b)提高的进给速度(V1′、V2′)朝结束区的方向移动，从而在相关的先行感应器(1a、3a)和与其对应的尾随感应器(1b、3b)之间产生增大的距离，并且该先行感应器(1a、3a)提前一个时间间隔位于结束区(E)，该时间间隔的时长等于尾随感应器(1b、3b)克服其与先行感应器之间之前产生的距离所需的时长，从而所述至少一个首先到达结束区(E)的先行感应器(1a、3a)预热结束区(E)，直到其感应器组件(1、3)的尾随感应器(1b、3b)位于结束区(E)并将结束区(E)最终加热到硬化温度，其中，接着借助于喷淋装置(1c、3c、5)将已最终加热至硬化温度的结束区(E)淬火。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，能移动的感应器组件(3)沿待表层硬化的面(2a)移动的速度(V2)是环形构件(2)的待表层硬化的面(2a)的圆周速度(V1)的两倍。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当结束区(E)位于距感应器组件(1、3)特定距离处时，能移动的感应器组件(3)的先行感应器(3a)以提高的进给速度(V2′)向结束区(E)的方向移动。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述结束区(E)位于距感应器组件(1、3)特定距离处时，所述固定的感应器组件(1)的先行感应器(1a)反向于待硬化的面(2a)的旋转方向朝向所述结束区(E)移动。

5.根据权利要求3和4所述的方法，其特征在于，当所述结束区(E)位于距感应器组件(1、3)特定距离处时，所述能移动的感应器组件和固定的感应器组件(1、3)的先行感应器(1a、3a)同时向所述结束区(E)移动。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述先行感应器(1a、3a)的进给速度(V1′、V2′)在数值上相等。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在最终加热到硬化温度之后通过感应器组件(1、3)中的至少一个感应器组件的喷淋装置(1c、3c)之一将结束区(E)淬火。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在最终加热到硬化温度之后通过单独设置的、独立于感应器组件(1、3)的喷淋装置(5)将结束区(E)淬火。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，与相关的先行感应器(1a、3a)在其以与其感应器组件(3)的尾随感应器(3b)相同的进给速度(V2)移动时运行的电功率相比，提高以提高的进给速度(V1′、V2′)先行的感应器(1a、3a)的电功率。

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