DE102013101057A1 - Flächiger Induktor - Google Patents

Flächiger Induktor Download PDF

Info

Publication number
DE102013101057A1
DE102013101057A1 DE102013101057.1A DE102013101057A DE102013101057A1 DE 102013101057 A1 DE102013101057 A1 DE 102013101057A1 DE 102013101057 A DE102013101057 A DE 102013101057A DE 102013101057 A1 DE102013101057 A1 DE 102013101057A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carrier
spacer elements
induction coil
inductor according
conductor loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102013101057.1A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013101057B4 (de
Inventor
Marco Burtchen
Mathieu Langels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Rothe Erde Germany GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH filed Critical ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH
Priority to DE102013101057.1A priority Critical patent/DE102013101057B4/de
Priority to PCT/EP2014/051658 priority patent/WO2014118196A1/de
Priority to CN201480006692.9A priority patent/CN104955967B/zh
Priority to US14/765,249 priority patent/US10115516B2/en
Publication of DE102013101057A1 publication Critical patent/DE102013101057A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013101057B4 publication Critical patent/DE102013101057B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823Wires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/42Induction heating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49073Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen flächigen Induktor zum Vorschub-Randschichthärten mit einem Träger (2) und einer von dem Träger (2) aufgenommenen, an einer ersten Seite des Trägers (2) freiliegenden Induktionsspule (3) in Form einer Leiterschleife. Erfindungsgemäß umfasst der Induktor zwei in einem Abstand zueinander angeordnete, in den Träger (2) eingesetzte und an der ersten Seite aus dem Träger (2) und über die Leiterschleife (3) vorstehende Abstandselemente (7). Die Erfindung betrifft auch ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des flächigen Induktors.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen flächigen Induktor zum Vorschub-Randschichthärten mit einem Träger und einer von dem Träger aufgenommenen, an einer ersten Seite des Trägers freiliegenden Induktionsspule in Form einer Leiterschleife. Der flächige Induktor ist dazu vorgesehen, in einem Vorschub-Betrieb über eine zu härtende Oberfläche eines metallischen Werkstücks geführt zu werden. Die Leiterschleife liegt dabei in einer Ebene, die parallel zu der zu härtenden Oberfläche ist, wobei zwischen der Leiterschleife als Induktionsspule und der Oberfläche ein vorgegebener Abstandsspalt verbleibt. Um eine möglichst effiziente Aufwärmung durch Induktion zu ermöglichen, wird in der Regel ein kleiner Abstandsspalt im Millimeterbereich oder Submillimeterbereich eingestellt. Andererseits muss aber auch ein direkter Kontakt zwischen der Induktionsspule und dem zu härtenden Werkstück vermieden werden, um lokale Überhitzungen und Materialanhaftungen durch ein Aufschmelzen zu vermeiden.
  • Der flächige Induktor kann insbesondere bei einem Großwälzlager zum Härten einer Lauffläche eingesetzt werden. Entsprechende Verfahren sind aus der DE 10 2005 006 701 B3 sowie der DE 10 2008 033 735 A1 bekannt.
  • Die in den genannten Druckschriften lediglich schematisch dargestellten Induktoren weisen eine Leiterschleife mit zwei parallelen Schenkeln auf. Die Schenkel sind dabei senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Induktors bei dem Vorschub-Randschichthärten ausgerichtet und können auf einem Träger aus einem Flusskonzentrationsmaterial angeordnet sein. Mit dem Induktor wird die darunter angeordnete Oberfläche auf eine Temperatur erwärmt, welche eine Gefügeumwandlung der Randschicht bewirkt, wobei nachfolgend im Vorschubbetrieb die heiße Oberfläche abgeschreckt wird, wozu beispielsweise eine Kühlflüssigkeit mit einer Brause aufgebracht wird.
  • Um bei dem Randschichthärten im Vorschubbetrieb einen vorgegebenen Abstand zwischen dem flächigen, üblicherweise ebenen Induktor und der zu härtenden Oberfläche einhalten zu können, ist der Induktor üblicherweise mit einem Stellmechanismus verstellbar oder schwimmend angeordnet, wobei eine Abstandsmessung mit einer neben dem Induktor angeordneten Messrolle erfolgt. Der Einsatz einer Messrolle hat sich in der Praxis bewährt. Wenn jedoch gemäß einem Verfahren nach der DE 10 2005 006 701 B1 zwei Induktoren an einer Ringfläche in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, müssen diese zu Beginn und zum Ende der Randschichthärtung so nahe wie möglich aneinander herangefahren werden, so dass dann der Einsatz einer seitlich angeordneten Rolle nicht ohne Weiteres möglich ist. Darüber hinaus dient die Rolle nicht zur direkten Kraftabstützung sondern lediglich zur Messung des Abstandes, wobei dann das Spaltmaß mit einer geeigneten Verstellung nachgeführt wird. Das bekannte System kann zu Beginn des Härtevorganges den Spalt nicht unter allen Umständen konstant halten, weil gerade durch das Einschalten der Ströme zu Beginn erhebliche Anziehungskräfte resultieren können, welche den Induktor auf die zu härtende Oberfläche ziehen, wobei dann eine Beschädigung nicht ausgeschlossen ist.
  • Um bei dem Härten von Großwälzlagern einen solchen Kontakt zu vermeiden, ist es bekannt, direkt beim Einschalten der Ströme einen Kunststoffstreifen aus Polytetrafluorethylen zwischen den Induktor und die zu härtende Oberfläche zu führen. Der Kunststoffstreifen dient dann als Abstandshalter und vermeidet ein direktes Anschlagen des Induktors auf der zu härtenden metallischen Oberfläche. Mit dem Erreichen eines konstanten Wechselstroms lassen dann die Anziehungskräfte nach, so dass der Kunststoffstreifen von einem Benutzer entfernt werden kann. Wenn der Kunststoffstreifen zu lange zwischen dem Induktor und der zu härtenden Oberfläche verbleibt, besteht die Gefahr, dass dieser aufschmilzt oder sich zersetzt, wodurch Verschmutzungen entstehen können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen flächigen Induktor zum Vorschub-Randschichthärten anzugeben, mit dem ein größeres Maß an Betriebssicherheit erreicht werden kann.
  • Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe ist ein flächiger Induktor gemäß Patentanspruch 1. Ausgehend von einem gattungsgemäßen flächigen Induktor sind erfindungsgemäß zwei in einem Abstand zueinander angeordnete, in den Träger eingesetzte und an der ersten Seite aus dem Träger und über die Leiterschleife vorstehende Abstandselemente vorgesehen. Die voneinander beabstandeten Abstandselemente sind als Sicherungseinrichtungen vorgesehen, um einen direkten Kontakt zwischen der Leiterschleife und der zu härtenden Oberfläche zu vermeiden. Durch den Einsatz von zwei voneinander beabstandeten Abstandselementen wird eine gleichmäßige Abstützung erreicht. Insbesondere kann mit den beiden beabstandeten Abstandselementen jeweils eine im Wesentlichen punktförmige Auflage erreicht werden, wodurch die weitere Funktion des Induktors nicht beeinträchtigt ist.
  • Im Rahmen der Erfindung ist nicht ausgeschlossen, dass der Induktor insgesamt mit mehr als zwei Abstandselementen ausgestattet ist. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, die genau zwei voneinander beabstandete Abstandselemente aufweist.
  • Der flächige Induktor ist üblicherweise ist eben oder im Wesentlichen eben. Entsprechend liegt auch die erste Seite des Trägers in einer Ebene, wobei die Induktionsspule üblicherweise entweder flächenbündig in die Ebene eingesetzt ist oder leicht aus der Ebene vorsteht. Darüber hinaus weist der Induktor bevorzugt eine Rechteckform mit einer langen Seite und einer kurzen Seite auf. Das Längenverhältnis der langen Seite zu der kurzen Seite kann insbesondere 2:1 oder mehr betragen. Besonders bevorzugt sind Ausgestaltungen mit einem Längenverhältnis zwischen 4:1 und 5:1.
  • Die beiden Abstandselemente liegen unter Berücksichtigung der konkret vorgesehenen konstruktiven Ausgestaltung möglichst weit auseinander, um einerseits eine stabile Abstützung zu erreichen und andererseits die weitere Funktion des Induktors nicht zu behindern. Ausgehend von der zuvor beschriebenen Rechteckform ist es entsprechend bevorzugt, wenn der Abstand zwischen den beiden Abstandselementen zumindest 50 %, besonders bevorzugt 60 %, der Länge der langen Seite beträgt.
  • Wenn die Leiterschleife sich entlang der langen Seite erstreckende Schenkel aufweist, können die Abstandselemente zwischen den Schenkeln angeordnet sein. Der Anschluss einer solchen Leiterschleife mit zwei Schenkeln erfolgt dabei üblicherweise zwischen den Schenkeln oder an einer Unterbrechung eines der Schenkel. Wenn der Anschluss an einem ersten Ende der beiden Schenkel gebildet ist, sind die beiden Schenkel an ihrem gegenüberliegenden zweiten Ende miteinander verbunden, um die Leiterschleife zu bilden. Wenn der Anschluss dagegen an einer Unterbrechung eines der Schenkel gebildet ist, sind die Schenkel an ihren beiden Enden miteinander verbunden, um ausgehend von dem Anschluss eine geschlossene Schleife zu bilden.
  • Der Träger dient dazu, die Induktionsspule sowie die Abstandselemente in einer vorgegebenen Position zu halten. Darüber hinaus wird der Träger vorteilhafterweise auch für eine Flusskonzentration genutzt, um die Leistungseinkopplung durch die Induktionsspule zu verbessern. Der Träger kann beispielsweise aus einem Weicheisen-Kunststoff-Compound gefertigt werden, der in einem Press-Sinter-Verfahren bearbeitet werden kann und sowohl über ferromagnetische als auch über dielektrischen Eigenschaften verfügt und sich daher für die Konzentration oder Abschirmung hochfrequenter elektromagnetischer Felder eignet. Durch den Einsatz von Eisenpulver in einer nicht leitenden Kunststoffmatrix können auch bei einer großen Permeabilität Wirbelstromverluste vermieden werden. Einen für den Träger geeignetes Flusskonzentrationsmaterial wird unter den Markennamen Ferroton® und Fluxtrol® vertrieben.
  • Bei der Herstellung des Trägers in einem Sinterprozess können direkt eine Aufnahmenut für die Spule und Vertiefungen für die Abstandselemente erzeugt werden. Die Vertiefungen können entweder in Form von Sacklöchern oder in Form von durchgehenden Öffnungen gebildet werden. Alternativ ergibt sich aber bei den beschriebenen Materialien auch der Vorteil, dass dieser auch noch mit spanabtragenden Verfahren bearbeitet werden können.
  • Zur Aufnahme der Leiterschleife ist vorzugsweise innerhalb der Grundfläche des Trägers eine im Querschnitt U-förmige Nut gebildet, so dass die Leiterschleife dann nach dem Einsetzen seitlich von Flusskonzentrationsmaterial umgeben ist.
  • Die Abstandselemente müssen aus einem thermisch und mechanisch ausreichend widerstandsfähigem Material gebildet sein, wozu gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung Keramik eingesetzt wird. Keramik zeichnet sich durch eine Formbeständigkeit, mechanische Belastbarkeit und auch Temperaturbeständigkeit aus.
  • Wenn die Abstandselemente während einer Relativbewegung zwischen dem Induktor und der zu härtenden Oberfläche die Oberfläche berühren, ist ein Kratzen oder Klemmen zu vermeiden. Zu diesem Zweck weist die für den Kontakt mit der zu härtenden Oberfläche vorgesehene Anlagefläche der Abstandselemente eine abgerundete, insbesondere eine ballige Form auf. Die Abstandselemente können mit einem kreiszylindrischen Abschnitt in den Träger eingesetzt werden. Entsprechend ist dann auch die in dem Träger gebildete Vertiefung kreiszylindrisch, wobei eine solche Vertiefung besonders einfach durch ein Bohren oder auch direkt während des Sinterprozesses zur Herstellung des Trägers erzeugt werden kann.
  • Mit den Abstandselementen wird bei der Benutzung des Induktors ein minimaler Spalt aufrechterhalten, der einen direkten Kontakt zwischen der Leiterschleife und der zu härtenden Oberfläche vermeidet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Abstandselemente lediglich zu einer hilfsweisen Abstützung vorgesehen, wenn eine zusätzliche Spaltnachführung ausfällt, deaktiviert ist oder nicht ordnungsgemäß funktioniert. Während des üblichen Vorschub-Randschichthärtens wird der Abstand zwischen Induktor und zu härtender Oberfläche durch die Spaltnachführung eingestellt, wobei dann auch zwischen den Abstandselementen und der zu härtenden Oberfläche ein Spalt verbleibt.
  • Die Abstandselemente stehen deshalb vorzugsweise nur geringfügig gegenüber der Leiterschleife vor, um einerseits eine freie Steuerung des Spaltes durch die entsprechende Steuereinrichtung zu ermöglichen und andererseits aber noch mit einer ausreichenden Sicherheit einen direkten Kontakt zu vermeiden. Bezogen auf eine von der ersten Seite des Trägers gebildeten Ebene stehen die Abstandselemente vorzugsweise um 0,5 bis 2 mm über die Leiterschleife vor.
  • Die Abstandselemente können auf unterschiedliche Weise an dem Träger befestigt werden. Grundsätzlich ist es denkbar die Abstandselemente selbst anzuschrauben, mit einer Schraube zu sichern oder mit einem Spannmechanismus zu verspannen. Besonders bevorzugt ist aber eine dauerhafte Befestigung der Abstandselemente durch ein Verkleben. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass eine nachträgliche Verstellung der Abstandselemente ausgeschlossen ist.
  • Darüber hinaus kann der flächige Induktor mit eingeklebten Abstandselementen auf besonders einfache Weise hergestellt werden. So sieht ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen flächigen Induktors vor, dass zunächst der Träger mit einer Nut für die Induktionsspule und mit einer Vertiefung für die Abstandselemente gefertigt wird. Wie bereits zuvor erläutert, können die Nut und die Vertiefungen entweder direkt bei dem Formen des Trägers aus einem Rohmaterial oder nachfolgend durch ein materialabtragendes Verfahren gebildet werden. Sodann wird die Induktionsspule in die Nut eingesetzt und fixiert. Zur Montage der Abstandselemente werden diese zunächst mit Klebstoff in die zugeordnete Vertiefung eingesetzt und lediglich vorpositioniert. Der Klebstoff kann auf die Abstandselemente und/oder die Wände der Vertiefung aufgebracht werden. Nach dem Vorpositionieren der Abstandselemente werden diese noch vor dem Aushärten des Klebstoffes bis zu einer Solllage eingepresst. Mit dem beschriebenen Verfahren können die Abstandselemente auf einfache Weise mit einer großen Genauigkeit montiert werden. Die Vertiefungen weisen dabei üblicherweise eine Höhe auf, die bei dem Anpressen nicht vollständig ausgenutzt wird. Das Einpressen erfolgt nur bis zu einer Solllage, in der die Abstandselemente gegenüber der Induktionsspule einen vorgegebenen Abstand aufweisen. Für das Einpressen kann beispielsweise ein Parallelstück für den flächigen Induktor eingesetzt werden, wobei das Parallelstück eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist, die lediglich im Bereich der Abstandselemente Einbuchtungen aufweist. Die Tiefe der Einbuchtungen entspricht dabei dem Überstand der Abstandselemente gegenüber der Induktionsspule.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1 Die Ansicht einer ersten Seite eines flächigen Induktors,
  • 2 den Induktor gemäß der 1 in einem Querschnitt während eines Verfahrens zum Vorschub-Randschichthärten,
  • 3 der Querschnitt des Induktors gemäß der 1 während seiner Herstellung.
  • Die 1 zeigt einen flächigen, im Wesentlichen ebenen Induktor zum Vorschub-Randschichthärten von einer ersten Seite, die bei dem Härtevorgang in einem geringen Abstand über eine zu härtende Oberfläche 1 (2) geführt wird. Der Induktor weist einen Träger 2 aus einem Weicheisen-Kunststoff-Compound als Flusskonzentrationsmaterial auf. Das Weicheisen wird als Pulver bereitgestellt und mit dem Kunststoff in einem Sinterprozess verbunden. Die Formgebung des Trägers 2 kann dabei sowohl während des Sinterprozesses als auch durch eine nachträgliche Bearbeitung, insbesondere eine spanabhebende Bearbeitung erfolgen.
  • Einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2 ist zu entnehmen, dass eine Induktionsspule 3 in Form einer Leiterschleife in einer umlaufenden Nut 4 innerhalb der ersten Seite des Trägers 2 angeordnet ist. Die Induktionsspule 3 ist lediglich schematisch dargestellt. Um eine gute Kühlung zu erreichen, kann die Induktionsspule 4 beispielsweise innen hohl sein, um den Durchtritt einer Kühlflüssigkeit zu ermöglichen. Entsprechende wassergekühlte Induktionsspulen 3 sind aus der Praxis bekannt.
  • Der flächige Induktor weist üblicherweise eine Rechteckform mit einer langen Seiten und einer kurzen Seite auf. Die Induktionsspule 3 in Form einer Leiterschleife umfasst zwei sich entlang der langen Seite erstreckende Schenkel, wobei diese miteinander verbunden sind, um eine geschlossene Schleife zu bilden. Der Anschluss 5 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Unterbrechung eines der Schenkels gebildet. Alternativ kann der Anschluss 5 auch an einem Ende der Schenkel erfolgen, wobei diese dann dort selbstverständlich nicht untereinander unmittelbar miteinander verbunden sind.
  • Gemäß der 2 ist der flächige, ebene Induktor mit einem Arm 6 an einer nicht dargestellten Verstelleinrichtung angeordnet, mit der ein Spalt S0 zwischen der Unterseite der Induktionsspule 3 und der zu härtenden Oberfläche 1 eingestellt werden kann. Auch der erfindungsgemäße flächige Induktor kann dazu mit einer an sich bekannten Messrolle kombiniert werden.
  • Insbesondere bei einer Fehlfunktion der Verstelleinrichtung, einer ungenauen Positionsbestimmung mittels einer Messrolle oder dergleichen sowie bei dem Einschalten der Hochfrequenz zum Vorschub-Randschichthärten besteht die Gefahr, dass der flächige Induktor eine vorgegebenes Spaltmaß S0 nicht einhält. Um dabei einen direkten Kontakt des Trägers 2 oder der Induktionsspulen 3 mit der zu härtenden Oberfläche 1 zu vermeiden, sind erfindungsgemäß zwei mit einem Abstand zueinander angeordnete, in den Träger 2 eingesetzte und an der ersten Seite aus dem Träger 2 und über die Induktionsspule 3 vorstehende Abstandselemente 7 vorgesehen. Die Abstandselemente 7 bewirken, dass stets ein Mindestspalt Smin zwischen der Induktionsspule 3 und der zu härtenden Oberfläche 1 eingehalten wird. Die beiden Abstandselemente 7 können vorzugsweise aus Keramik gefertigt sein und liegen bevorzugt weit auseinander, um die weitere Funktion des flächigen Induktors nicht zu stören und im Bedarfsfall eine gleichmäßige Abstützung zu gewährleisten.
  • Entsprechend zeigt 2 den flächigen Induktor während des Vorschub-Randschichthärtens. Der flächige Induktor wird in Bewegungsrichtung B geführt, wobei durch die Beaufschlagung der Induktionsspule 3 durch Wechselspannung die darunter liegende Oberfläche 1 erwärmt wird. Nachfolgend wird dann die heiße Oberfläche 1 mit Kühlflüssigkeit aus einer Brause 8 abgeschreckt, um gegenüber den nicht erwärmten, tiefer liegenden Bereichen eine Gefügeumwandlung und Härtung des metallischen Materials der Randschicht zu erreichen. Um den Eintritt von Kühlflüssigkeit unter den Induktor zu vermeiden, wird gemäß der 2 an der gegenüberliegenden Seite Sperrluft 9 eingeblasen, die zwischen der zu härtenden Oberfläche 1 und dem flächigen Induktor in Richtung der Brause 8 strömt. Durch die weit auseinander liegenden Abstandselemente 7 wird der Strom der Sperrluft 9 nicht beeinträchtigt.
  • Einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2 ist zu entnehmen, dass die Abstandselemente 7 mit einem kreiszylindrischen Abschnitt in den Träger 2 eingesetzt sind. Die Vertiefungen 10 weisen entsprechend eine kreiszylindrische Form auf, die besonders leicht während des Sinterprozesses zur Herstellung des Trägers oder nachfolgend durch eine spanabtragende Bearbeitung erzeugt werden kann.
  • Wenn die Abstandselemente 7 während der Bewegung des flächigen Induktors in einen Kontakt mit der zu härtenden Oberfläche 1 gelangen, ist ein Schleifen zu vermeiden, weshalb die Abstandselemente 7 eine freiliegende Anlagefläche 11 mit einer balligen Form aufweisen.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 2 ist das Abstandselement so in der zugeordneten Vertiefung 10 fixiert, dass bei einem Kontakt der Anlagefläche 11 mit der zu erhärtenden Oberfläche 1 das Spaltmaß Smin eingehalten wird. Das Abstandselement 7 erstreckt sich dabei nicht bis zu dem Boden der Vertiefung 10 die entsprechend auch durch eine durchgehende Bohrung gebildet werden kann.
  • Die 3 zeigt vor diesem Hintergrund ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des flächigen Induktors.
  • Nachdem zunächst der Träger 2 mit der Nut 4 für die Induktionsspule 3 und mit den Vertiefungen 10 für die Abstandselemente 7 gefertigt wurde, ist bereits die Induktionsspule 3 in die zugeordnete Nut 4 eingesetzt und dort fixiert. Zur Befestigung der Abstandselemente 7 in den zugeordneten Vertiefungen 10 wird dann ein Klebstoff 12 eingesetzt, der in die Vertiefungen 10 eingebracht und/oder auf den zylindrischen Abschnitt der Abstandselemente 7 aufgebracht wird. Die Abstandselemente 7 werden erst grob in den zugeordneten Vertiefungen vorpositioniert, wobei dann die Abstandselemente 7 vor dem Aushärten des Klebstoffs 12 bis zu einer Solllage eingepresst werden. Dazu kann gemäß der 3 auf besonders einfache Weise ein Parallelstück 13 eingesetzt werden, welches im Bereich der Abstandselemente 7 eine Stufe 14 aufweist. Die Höhe der Stufe 14 entspricht dabei dem minimalen Spaltmaß Smin, welches dann nach dem Aushärten des Klebstoffes 12 bei dem Vorschub-Randschichthärten stets von den Abstandselementen 7 aufrechterhalten wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005006701 B3 [0002]
    • DE 102008033735 A1 [0002]
    • DE 102005006701 B1 [0004]

Claims (12)

  1. Flächiger Induktor zum Vorschub-Randschichthärten mit einem Träger (2) und einer von dem Träger (2) aufgenommenen, an einer ersten Seite des Trägers (2) freiliegenden Induktionsspule (3) in Form einer Leiterschleife, gekennzeichnet durch zwei in einem Abstand zueinander angeordnete, in den Träger (2) eingesetzte und an der ersten Seite aus dem Träger (2) und über die Leiterschleife vorstehende Abstandselemente (7).
  2. Flächiger Induktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) aus Weicheisen-Kunststoff-Compound als Flusskonzentrationsmaterial gebildet ist.
  3. Flächiger Induktor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rechteckform mit einer langen Seite und einer kurzen Seite, wobei das Längenverhältnis der langen Seite zu der kurzen Seite zumindest 2:1 beträgt.
  4. Flächiger Induktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden Abstandselementen (7) zumindest 50 % der Länge der langen Seite beträgt.
  5. Flächiger Induktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife 2 sich entlang der langen Seite erstreckende Schenkel aufweist, wobei die Abstandselemente (7) zwischen den Schenkeln angeordnet sind.
  6. Flächiger Induktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschluss (5) der Induktionsspule (3) zwischen den Schenkeln oder an einer Unterbrechung eines der Schenkel gebildet ist.
  7. Flächiger Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (7) aus Keramik bestehen.
  8. Flächiger Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine freiliegende Anlagefläche (11) der Abstandselemente (7) eine ballige Form aufweist.
  9. Flächiger Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (7) mit einem kreiszylindrischen Abschnitt in den Träger (2) eingesetzt sind.
  10. Flächiger Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (7) bezogen auf eine von der ersten Seite des Trägers (2) gebildeten Ebene um 0,5 mm bis 2 mm über die Induktionsspule (3) vorstehen.
  11. Flächiger Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife in eine innerhalb des Trägers (2) gebildete, im Querschnitt U-förmigen Nut (4) eingesetzt ist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines flächigen Induktors zum Vorschub-Randschichthärten mit einem Träger (2), einer von dem Träger (2) aufgenommenen, an einer ersten Seite des Trägers (2) freiliegenden Induktionsspule (3) in Form einer Leiterschleife und zumindest zwei in einem Abstand zueinander angeordneten, in den Träger (2) eingesetzten und an der ersten Seite aus dem Träger (2) und über die Leiterschleife vorstehende Abstandselementen (7), wobei der Träger (2) mit einer Nut (4) für die Induktionsspule (3) und mit Vertiefungen (10) für die Abstandselemente (7) gefertigt wird, wobei die Induktionsspule (3) in die Nut (4) eingesetzt und fixiert wird, wobei die Abstandselemente (7) mit Klebstoff (12) in die zugeordneten Vertiefungen (10) eingesetzt werden und wobei die Abstandselemente (7) nachfolgend vor einem Aushärten des Klebstoffes (12) bis zu einer Solllage eingepresst werden.
DE102013101057.1A 2013-02-01 2013-02-01 Flächiger Induktor Active DE102013101057B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013101057.1A DE102013101057B4 (de) 2013-02-01 2013-02-01 Flächiger Induktor
PCT/EP2014/051658 WO2014118196A1 (de) 2013-02-01 2014-01-28 Flächiger induktor
CN201480006692.9A CN104955967B (zh) 2013-02-01 2014-01-28 平面电感器
US14/765,249 US10115516B2 (en) 2013-02-01 2014-01-28 Planar inductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013101057.1A DE102013101057B4 (de) 2013-02-01 2013-02-01 Flächiger Induktor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013101057A1 true DE102013101057A1 (de) 2014-08-07
DE102013101057B4 DE102013101057B4 (de) 2017-01-26

Family

ID=50033512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013101057.1A Active DE102013101057B4 (de) 2013-02-01 2013-02-01 Flächiger Induktor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10115516B2 (de)
CN (1) CN104955967B (de)
DE (1) DE102013101057B4 (de)
WO (1) WO2014118196A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015211901A1 (de) * 2015-06-26 2016-12-29 Aktiebolaget Skf Induktor für eine Induktionshärteanlage
DE102019218391A1 (de) * 2019-11-27 2021-05-27 Thyssenkrupp Ag Induktor zum Vorschub-Randschichthärten
DE102020214313A1 (de) 2020-11-13 2022-05-19 Thyssenkrupp Ag Induktor zum Randschichthärten
DE102021001781A1 (de) 2021-04-07 2022-10-13 Daniel Haug Schüttgutraupe für eine induktive Vorwärmung von Schüttgut an Bandofenanlagen
DE102023105277A1 (de) 2023-03-03 2024-09-05 Alcomex Beheer Bv Fertigungsanlage zur Wärmebehandlung von warm- und kaltgeformten Federelementen, sowie ein Verfahren zur Wärmebehandlung von kaltgeformten Federelementen

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE541892C2 (en) * 2017-07-14 2020-01-02 Maskinteknik I Oskarshamn Ab Induction heating device and system
WO2024206070A1 (en) * 2023-03-24 2024-10-03 Novelis Inc. Induction systems and methods for localized heating of a metal strip

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005006701B3 (de) 2005-02-15 2006-03-30 Rothe Erde Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes für Großwälzlager
DE102008033735A1 (de) 2008-07-18 2010-02-18 Rothe Erde Gmbh Verfahren zum Härten wenigstens einer Laufbahn eines Lagerrings für ein Großwälzlager

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE841180C (de) * 1939-11-22 1952-06-13 Deutsche Edelstahlwerke Ag Gluehkopf fuer elektro-induktives Erhitzen
DE972404C (de) 1944-05-13 1959-07-16 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum fortschreitenden induktiven Oberflaechenhaerten von kurvenfoermig verlaufenden Werkstueckflaechen
US3716690A (en) * 1972-03-27 1973-02-13 Parks Ohio Ind Inc Apparatus for setting the air gap between an inductor and a valve seat
DE3521401C2 (de) * 1985-06-14 1987-04-16 Maschinenfabrik Alfing Keßler GmbH, 7080 Aalen Auflagekontrolle
CN87206803U (zh) * 1987-04-27 1988-05-18 铁道部资阳内燃机车工厂 大轴颈表面淬火用半环形感应器
US5111169A (en) * 1989-03-23 1992-05-05 Takeshi Ikeda Lc noise filter
JP2002057045A (ja) * 2000-08-08 2002-02-22 Shindengen Electric Mfg Co Ltd トランス
US7187263B2 (en) * 2003-11-26 2007-03-06 Vlt, Inc. Printed circuit transformer
DE102004021665B4 (de) * 2004-05-03 2006-06-14 H+P Labortechnik Ag Schüttelgerät für Probengefäße und Verfahren zum Schütteln von Probengefäßen
JP4714779B2 (ja) * 2009-04-10 2011-06-29 東光株式会社 表面実装インダクタの製造方法とその表面実装インダクタ
TWI451458B (zh) * 2009-08-25 2014-09-01 Access Business Group Int Llc 磁通量集中器及製造一磁通量集中器的方法
JP5459173B2 (ja) * 2010-10-22 2014-04-02 株式会社豊田自動織機 誘導機器
US8975993B2 (en) * 2010-11-26 2015-03-10 Tdk Corporation Transformer
KR101213090B1 (ko) * 2011-07-14 2012-12-18 유한회사 한림포스텍 무선전력 전송장치용 코어 어셈블리 및 그를 구비하는 무선전력 전송장치
CN103782355B (zh) * 2011-09-13 2016-08-17 丹麦科技大学 集成磁性元件

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005006701B3 (de) 2005-02-15 2006-03-30 Rothe Erde Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes für Großwälzlager
DE102008033735A1 (de) 2008-07-18 2010-02-18 Rothe Erde Gmbh Verfahren zum Härten wenigstens einer Laufbahn eines Lagerrings für ein Großwälzlager

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015211901A1 (de) * 2015-06-26 2016-12-29 Aktiebolaget Skf Induktor für eine Induktionshärteanlage
DE102015211901B4 (de) 2015-06-26 2019-12-05 Aktiebolaget Skf Induktor für eine Induktionshärteanlage
US10697037B2 (en) 2015-06-26 2020-06-30 Aktiebolaget Skf Inductor for an induction hardening system
DE102019218391A1 (de) * 2019-11-27 2021-05-27 Thyssenkrupp Ag Induktor zum Vorschub-Randschichthärten
DE102020214313A1 (de) 2020-11-13 2022-05-19 Thyssenkrupp Ag Induktor zum Randschichthärten
DE102021001781A1 (de) 2021-04-07 2022-10-13 Daniel Haug Schüttgutraupe für eine induktive Vorwärmung von Schüttgut an Bandofenanlagen
DE102021001781B4 (de) 2021-04-07 2023-07-27 Daniel Haug Schüttgutraupe für eine induktive Vorwärmung von Schüttgut an Bandofenanlagen
DE102023105277A1 (de) 2023-03-03 2024-09-05 Alcomex Beheer Bv Fertigungsanlage zur Wärmebehandlung von warm- und kaltgeformten Federelementen, sowie ein Verfahren zur Wärmebehandlung von kaltgeformten Federelementen

Also Published As

Publication number Publication date
CN104955967B (zh) 2017-03-08
CN104955967A (zh) 2015-09-30
US10115516B2 (en) 2018-10-30
WO2014118196A1 (de) 2014-08-07
US20150364247A1 (en) 2015-12-17
DE102013101057B4 (de) 2017-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013101057B4 (de) Flächiger Induktor
EP3188199B1 (de) Vorrichtung zur berührungslosen übertragung elektrischer energie in ein bewegtes system einer verschiebeeinrichtung
EP2652160B1 (de) Heizvorrichtung
DE202009007156U1 (de) Profilschienensystem zum Abdecken mindestens eines Belagrandes
DE102012101929B4 (de) Federhülse, Federstift und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Federhülse und eines Federstifts
EP2732455B1 (de) Elektromagnetischer antrieb
DE102015220788A1 (de) Kochfeldvorrichtung und Verfahren zur Montage einer Kochfeldvorrichtung
WO2013107852A1 (de) Linearlager und hubmagnet umfassend ein derartiges linearlager
EP2838123B1 (de) Löteinrichtung zum Verbinden von Solarzellen
EP2924697A1 (de) Plattenförmiger Streukörper als Einsatz im Magnetkern eines induktiven Bauelements, Magnetkern mit plattenförmigem Streukörper und induktives Bauelement
EP3793816B1 (de) Keiltrieb mit justierbarer führungsvorrichtung
EP2946988B1 (de) Bauteilgruppe zum zusammenfügen von fahrzeugteilen
DE3528381C2 (de)
DE102012222364A1 (de) Steckverbinder und Vorrichtung mit einem solchen Steckverbinder
WO2018206312A1 (de) Rotor und elektrische maschine
DE202015105146U1 (de) Polygonale Abstandhalterrahmen sowie Abstandhalterprofile zur Herstellung solcher Rahmen
DE102012003667A1 (de) Aufnahmevorrichtung zur Erwärmung eines umzuformenden Bauteils
EP2942425A1 (de) Ganzstahlgarnitur
DE102014102288A1 (de) System, Fertigungsanlage und Verfahren
DE102019202000A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Vorschubhärten von Wälzlagerlaufbahnen
DE102011111849A1 (de) Linearbewegungsvorrichtung mit an einem Bimetallabschnitt befestigter Abtastvorrichtung einer Wegmesseinrichtung
DE202013105425U1 (de) Abstandshalter für eine Gleitführung und Hubsäule
DE2733046A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vereinigung von metallteilen durch ueberlappung und punktklebung
DE2930995B2 (de) Elektromagnetischer Hubmagnet mit Hublagenerkennung
AT512294B1 (de) Vorrichtung zum induktiven Erwärmen von Brammen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: KUTZENBERGER WOLFF & PARTNER PATENTANWALTSPART, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: KUTZENBERGER WOLFF & PARTNER PATENTANWALTSPART, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C21D0001100000

Ipc: C21D0001420000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C21D0001100000

Ipc: C21D0001420000

Effective date: 20150427

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP ROTHE ERDE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP ROTHE ERDE GMBH, 44137 DORTMUND, DE

Owner name: THYSSENKRUPP ROTHE ERDE GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP ROTHE ERDE GMBH, 44137 DORTMUND, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: KUTZENBERGER WOLFF & PARTNER PATENTANWALTSPART, DE

R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP ROTHE ERDE GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP ROTHE ERDE GMBH, 44137 DORTMUND, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: KUTZENBERGER WOLFF & PARTNER PATENTANWALTSPART, DE