CS257233B1 - Průtočně chlazený konduktor pro kalení ozubených tyčířízení - Google Patents

Abstract

Průtočně chlazený konduktor pro kalení ozubených tyčí řízení vysokofrekvenčním proudem upevněný k izolační desce, jehož vodivé části sestávají z trubkových přívodů a kontaktů, je opatřen řídicím vodičem, který je tvořen nejméně dvěmi souběžně vedenými trubkami nad ohřívanou součástí. Trubky jsou uspořádány mezi přívodem a držákem kontaktu v pravé větvi konduktoru. Výměnné kontakty jsou vodivě přichyceny k držáků kontaktů a jsou trvale chlazeny tryskami, které jsou připevněné k izolační desce.

Description

Vynález se týká průtočně chlazeného konduktoru pro kalení ozubených tyčí řízení.

Ozubené tyče řízení automobilů se vyrábějí třemi způsoby. Třískovým obráběním z předem zušlechtěných ocelí bez dalšího tepelného zpracování nebo z cementačnich či nitrocementačních ocelí, kalených po cementaci a v novější době z legovaných zušlechtilých ocelí s povrchově kaleným ozubením např. indukčním kalením způsobem zub po zubu. Základním požadavkem hromadné výroby v současné době je zajistit vysokou odolnost ozubení proti opotřebení, vysokou pevnost a houževnatost při dynamickém namáhání a vysokou produktivitu výroby zvláště při výrobě automobilů. Tyto požadavky však nesplňuje prvý způsob a druhé dva jen v omezené míře.'

Protože výroba ozubených tyčí ze zušlechťovacích ocelí nezajišťuje vysokou odolnost zubů proti opotřebení, používá se jen v malosériové výrobě méně namáhaných tyčí. Dosud nejrozšířenějši je výroba ozubených tyčí z cementačnich a nitrocementačních ocelí kalených příslušným způsobem. Tento výrobní proces je technicky náročný. Kalicí zařízení jsou velmi rozměrná, investičně nákladná, a příliš se nehodí pro plynulou výrobu v lince a kladou značné nároky na výrobní plochu a organizaci mezioperační dopravy.

Indukční kalení způsobem zub po zubu spočívá v tom, že na každém zubu tyče je provedena ohřívací i chladicí operace. Každá tyč je podrobena tolika kalicím operacím, kolik je zubů a tudíž tolikrát i vzrůstá nebezpečí vzniku zmetku. Zařízení je relativně složité, velice náročné na přesnost a produktivitu výroby je nutno zajišťovat větším počtem strojů.

Tyto skutečnosti si vynutily potřebu řešení technologie kalení tyčí řízení pomocí povrchového vysokofrekvenčního ohřevu zavedeným proudem do součásti prostřednictvím kontaktů. Zařízení, kterým se takovýto ohřev provádí se nazývá konduktor. Současně známé konduktory jsou tvořeny dvěma jednoduchými trubkovými přívody a dvěma kontakty, kterými se vysokofrekvenční nebo středofrekvenční proud zavede do ohřívané součásti. Oba přívody slouží především k připojení kontaktů na zdroj proudu a k propojení chladicího okruhu. Příklady praktického použití těchto konduktorů ve výrobní praxi jsou však poměrně vzácné.

Jejich nevýhodou je, že se jedná vždy o jednoúčelové zařízení, u kterého se vždy musí překonávat obtíže s řešením kontaktů z hlediska tvaru, přechodových odporů a chlazení.

Další nevýhoda spočívá v nerovnoměrném rozdělení proudové hustoty zavedeného proudu a dále v nutnosti řešení automatizace a mechanizace celé operace tepelného zpracování.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje průtočně chlazený konduktor pro kalení ozubených tyčí řízení vysokofrekvenčním proudem, upevněný k izolační desce, jehož vodivé části sestávají z trubkových přívodů a kontaktů, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je opatřen řídicím vodičem, který je tvořen nejméně dvěmi souběžně vedenými trubkami nad ohřívanou součástí. Trubky jsou uspořádány mezi přívodem a držákem kontaktu v pravé větvi konduktoru.

Výměnné kontakty jsou vodivě přichyceny k držákům kontaktů a jsou chlazeny tryskami, které jsou připevněné k izolační desce.

Hlavní předností konduktoru podle vynálezu je, že celé ozubení tyče řízení se ohřívá najednou a po ohřevu následuje i rychlé ochlazení celého kusu. Tímto je docílena vysoká produktivita kalicího zařízení, univerzálnost z hlediska volby ocelí a kalicího média a zajištěna optimální kvalita zakalení. Rovnoměrnost ohřevu ozubené tyče zajišťuje řídicí vodič. Další výhodou kalicího stroje vybaveného konduktorem podle vynálezu je jeho celková konstrukční jednoduchost, snadná možnost úplné automatizace celého procesu a výhodnost při zařazování do komplexních výrobních linek.

Ve srování s oementačním a nitrocementačním kalením dosahuje stejné produktivity při pětkrát nižších investičních a provozních nákladech. V porovnání s indukčním kalením způsobem zub po zubu při stejných investičních nákladech dosahuje nejméně trojnásobné produktivity a výrazně menšího nebezpečí vzniku zmetků při kalení.

Příklad provedení průtočně chlazeného konduktoru podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je schématický nárys konduktoru, přitisknutého k ozubené tyči řízení a na obr. 2 je řez v místě vyznačeném na obr. 1.

Na desce JL (obr. 1) vyrobené z izolačního materiálu, opatřené vodícími drahami 2^,

2a je připevněn vlastní průtočně vodou chlazený konduktor, sestávající z trubkových přívodů

3, 3a, držáků 4^, 4a výměnných kontaktů 5, 5a, výměnných kontaktů 5, 5a a dvou souběžných trubek 7_, 7a, (viz obr. 1 a obr. 2), které tvoří řídící vodič. Všechny tyto části jsou vyrobeny z mědi. Jednotlivé díly levé větve konduktoru a pravé větve konduktoru jsou vzájemně vodivě spájeny, kromě výměnných kontaktů 5, 5a, které jsou vodivě přichyceny šrouby k držákům

4, 4a výměnných kontaktů 5, 5a.

Soustavou trubek a kanálků vytvořených v držácích ý, 4a výměnných kontaktů 5, 5a je konduktor průtočně chlazen vodou. Propojení chladicí vody mezi držáky 4, 4a výměnných kontaktů

5, 5a je provedeno izolační hadicí 2· Výměnné kotakty 5, 5a jsou trvale chlazeny tryskami

6, 6a, které jsou napájeny z rozvodu kalicího média a jsou samostatně připevněny na izolační desce,1^. Souběžně vedené trubky 7_, 7a, se při ohřevu nedotýkají ozubené tyče, jsou vedeny nad ozubením a jsou vodivě připájeny do držáku 4a výměnného kontaktu 5a. Používá se pro ně název řídicí vodič.

Výměnné kontakty 5, 5a jsou tvarovány podle stykové plochy ohřívané součásti. Kompletní konduktor včetně trysek J5, 6a tvoří s izolační deskou 2 pevný celek, který je za provozu rovnoměrně přitlačován pružinami _8, 8a k ohřívané tyči. Přítlačná síla pružin je nastavitelná například stavěcími šrouby. Kompletní konduktor je vestavěn do rámu vysokofrekvenčního kalicího stroje, který zajištuje jeho pohyb po vodicích lištách. Části kalicího stroje související s funkcí a umístěním konduktoru včetně vložené tyče řízení jsou na obrázcích č. 1 a č. 2 znázorněny jen schematicky bez podrobného popisu.

Průtočně chlazený konduktor pracuje tak, že ozubená tyč řízení se vloží na pohyblivou část kalicího stroje a po spuštění funkce je zdvižena a přitlačena na oba výměnné kontakty 5, 5a. Prostřednictvím výměnných kontaktů 5, 5a, které jsou vodivě spojeny s držáky £,

4a výměnných kontaktů 5, 5a, se stlačí pružiny &, 8a. V okamžiku, kdy tlak v přitlačovacím vzduchovém válci kalicího stroje dosáhne nastavené hodnoty, zapne se vysokofrekvenční proud, který začne procházet konduktorem a přes výměnné kotakty 5, 5a dojde i k průchodu proudu povrchem ozubené tyče a jeho působením i k rychlému místnímu ohřevu ozubené části tyče řízení.

Šířka ohřívaného pruhu je řízena řídícím vodičem tvořeným trubkami 7_, 7a, jejichž vzájemná vzdálenost je experimentálně stanovena. Funkce řídicího vodiče spočívá v tom, že svým prostorovým uspořádáním vůči ozubení, tvarem a vzájemnou vzdáleností trubek 7_,

7a, prostřednictvím svého elektromagnetického pole ovlivní zavedený vysokofrekvenční proud tak, že teče s rovnoměrně rozdělenou proudovou hustotou po celé šířce ozubení mezi kontakty

5a. Současně snižuje induktivní odpor obvodu, v němž je vřazen konduktor a tím zvyšuje i celkovou účinnost a rychlost ohřevu.

Průtočně chlazený konduktor podle vynálezu lze s výhodou použít jako součást vysokofrekvenč ního kalicího zařízení v komplexních výrobních linkách, zejména při výrobě ozubených tyčí řízení.

Claims (3)

1. Průtočně chlazený konduktor pro kalení ozubených tyčí řízení vysokofrekvenčním proudem upevněný k izolační desce, jehož vodivé části sestávají z trubkových přívodů a kontaktů, vyznačený tím, že je opatřen řídicím vodičem, který je tvořen nejméně dvěma vedenými trubkami (7) , (7a) naďohřívanou součásti, uspořádanými mezi přívodem (3a) a držákem (4a) výměnného kontaktu (5a) v pravé větvi konduktoru.

(5a)

2. Průtočně jsou vodivě chlazený konduktor podle připojeny k držákům (4), bodu 1, vyznačený tím, že výměnné kontakty (5), (4a) výměnných kontaktů (5), (5a).

(5) ,

3. Průtočně chlazený konduktor podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že výměnné kontakty (5a) jsou chlazeny tryskami (6), (6a), které jsou připevněné k izolační desce (1).