DE102014013529A1 - Verfahren zum Härten von großen Werkstücken - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Härten eines Werkstückes (1) mit mindestens zwei Induktoren (2), wobei die zu härtende Randschicht (4) durch eine Relativbewegung zwischen den Induktoren (2) und dem Werkstück (1) den elektromagnetischen Feldern der Induktoren (2) ausgesetzt und bis zur gewünschten Härtetemperatur erwärmt wird und wobei die Heizleistung der Induktoren (2) und die Geschwindigkeit der Relativbewegung derart aufeinander abgestimmt sind, dass die gesamte zu härtende Randschicht (4) durchgehend gleichmäßig erwärmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten von großen Werkstücken, beispielsweise von Zahnkränzen oder Lagerringen für Großwälzlager. Aus der DE 10 2006 003 014 B3 ist ein Verfahren zum Härten von Werkstücken mit großem Durchmesser bekannt. Zum Erwärmen des Werkstücks auf Härtetemperatur wird eine induktiv arbeitende Erwärmungseinrichtung eingesetzt. Diese weist zwei Induktoren auf, die einen in ihrem Wirkungsbereich befindlichen Abschnitt des Werkstücks erwärmen. Die Induktoren werden ausgehend von einer Startposition in entgegengesetzter Richtung entlang des Werkstücks bewegt und die jeweils erwärmten Abschnitte unmittelbar anschließend abgeschreckt, so dass das Werkstück sukzessive über seinen gesamten Umfang gehärtet wird. Der Steuerungsaufwand für die entgegengesetzte Bewegung der Induktoren und der Abschreckeinrichtungen ist relativ hoch. Außerdem unterscheidet sich die Härtetiefe an der Start- und Endposition von der der übrigen gehärteten Fläche. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, welches eine gleichförmige Härtetiefe gewährleistet. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die gesamte zu härtende Werkstückfläche gleichzeitig und gleichförmig erwärmt. Damit wird eine schlupffreie Härtezone erzielt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der einzigen 1 sind ein Werkstück 1 beispielsweise ein Lagerring eines Großwälzlagers und fünf Induktoren 2 schematisch dargestellt. Die Induktoren 2 sind an der Innenseite angeordnet und erwärmen dort die Randschicht 4. Mit dem Verfahren können ebenso auch die Außen- oder die Stirnseite erwärmt werden. Es kann an Werkstücken mit Durchmessern zwischen 0,5 m und 20 m vorteilhaft eingesetzt werden. Zum Erwärmen der Randschicht 4 auf Härtetemperatur werden alle Induktoren 2 aktiviert und relativ zum Werkstück 1 bewegt. Vorteilhaft sind die Induktoren dabei ortsfest angeordnet und das Werkstück 1 wird um die Achse 3 in Rotation versetzt. Die Anzahl der mit gleichen Abständen am Werkstückumfang verteilten Induktoren 2, deren Heizleistung und die Geschwindigkeit der Relativbewegung sind so aufeinander abgestimmt, dass die Randschicht 4 über den gesamten Werkstückumfang durchgehend gleichmäßig erwärmt wird. Anders als beim Stand der Technik, wo die Werkstücke sukzessiv gehärtet werden, gibt es beim erfindungsgemäßen Verfahren keinen Start- bzw. Endpunkt, da mit der leichmäßigen Erwärmung des Werkstücks über den gesamten Umfang eine schlupffreie Härtezone erreicht wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006003014 B3 [0001]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Härten eines Werkstückes (1) mit mindestens zwei Induktoren (2), wobei die zu härtende Randschicht (4) durch eine Relativbewegung zwischen den Induktoren (2) und dem Werkstück (1) den elektromagnetischen Feldern der Induktoren (2) ausgesetzt und bis zur gewünschten Härtetemperatur erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung der Induktoren (2) und die Geschwindigkeit der Relativbewegung derart aufeinander abgestimmt sind, dass die gesamte zu härtende Randschicht (4) durchgehend gleichmäßig erwärmt wird.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei die Induktoren (2) von einem Wechselrichter gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass Leistung des Wechselrichters an die gewünschte Heizleistung angepasst wird.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdauer an die gewünschte Heizleistung angepasst wird.
  4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Induktoren (2) ortsfest angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) für die Dauer der Relativbewegung um eine Achse (3) in Rotation versetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dass die zu härtende Randschicht (4) während des Heizvorganges den elektromagnetischen Feldern der Induktoren (2) mehrfach ausgesetzt wird.
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