DE102020214313A1 - Induktor zum Randschichthärten - Google Patents

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DE102020214313A1
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Waldemar Ackermann
Christian Kolle
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ThyssenKrupp Rothe Erde Germany GmbH
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Rothe Erde Germany GmbH
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    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Induktor zum Randschichthärten eines Oberflächenbereichs eines metallischen Werkstücks umfassend eine Leiterschleife (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material (3), die eine dem zu härtenden Oberflächenbereich angepasste Induktionsfläche (4) des Induktors (1) definiert, und mindestens ein Abstandselement (5), welches von dem Induktor (1) über die Induktionsfläche (4) hinaus vorsteht, wobei in dem Material (3) der Leiterschleife (2) eine Ausnehmung (6) vorgesehen ist, in die das Abstandselement (5) eingesetzt ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Induktor zum Randschichthärten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Beim induktiven Randschichthärten von Oberflächenbereichen von metallischen Werkstücken wird ein Induktor mit einer Leiterschleife aus elektrisch leitfähigem Material an eine zu härtende Oberfläche herangeführt. Die Leiterschleife definiert dabei mit ihrer werkstückzugewandten Oberfläche eine dem zu härtenden Oberflächenbereich angepasste Induktionsfläche. Vorzugsweise ist die Induktionsfläche des Induktors im Wesentlichen parallel zu dem zu härtenden Oberflächenbereich gewählt.
  • Während des Randschichthärtens sollte für eine gleichmäßige Härtung zwischen der von der Leiterschleife definierten Induktionsfläche und dem zu härtenden Oberflächenbereich ein vorgebbarer Soll-Kopplungsabstand mit hoher Genauigkeit eingehalten werden. Um eine möglichst effiziente Aufwärmung des Oberflächenbereichs durch Induktion zu erreichen, ist ein geringer Abstand im Millimeter- oder Submillimeterbereich vorteilhaft. Andererseits ist aber auch ein unzulässig geringer Abstand und insbesondere ein direkter Kontakt zwischen der Leiterschleife und dem zu härtenden Oberflächenbereich zu vermeiden, um lokale Überhitzungen und/oder Materialanhaftungen durch Aufschmelzen zu verhindern.
  • Dabei ist zu berücksichtigen, dass gerade beim Einschalten des Induktionsstroms zu Beginn des Härtens erhebliche Anziehungskräfte zwischen Induktor und zu härtendem Oberflächenbereich entstehen, die den Induktor in Richtung des zu härtenden Oberflächenbereichs ziehen können. Auch ein durch die Erwärmung und das Abschrecken verursachter Verzug des Werkstücks, welcher beispielsweise bei einem Lagerring in Form von Abkippung, Ringwachstum oder Schrumpf auftreten kann, verändert den Kopplungsabstand zwischen Induktor und dem zu härtenden Oberflächenbereich, beispielsweise einer an dem Lagerring zu härtenden Wälzkörperlaufbahn. Solche Änderungen können nicht immer mit hinreichender Zuverlässigkeit durch eine Nachführsteuerung des Induktors ausgeglichen werden, da die Nachführsteuerung den Abstand nur an einem Punkt und nicht auf der gesamten Fläche des Induktors abtasten kann und stets eine gewisse Zeitkonstante in der Regelung aufweist.
  • Um unzulässig geringe Abstände und Berührungen zwischen der Leiterschleife und dem zu härtenden Oberflächenbereich mit den damit verbundenen Nachteilen zuverlässig zu verhindern, ist aus DE 10 2013 101 057 A1 ein flächiger Induktor mit einem Träger und einer von dem Träger aufgenommenen an einer ersten Seite des Trägers freiliegenden Induktionsspule in Form einer Leiterschleife bekannt. In den Träger sind zwei in einem Abstand zueinander angeordnete, an der ersten Seite aus dem Träger über die Leiterschleife vorstehende Abstandselemente eingesetzt. Die Abstandselemente sind vorzugsweise aus Keramik gefertigt. Um eine nachträgliche Verstellung der Abstandselemente auszuschließen, ist eine dauerhafte Befestigung der Abstandselemente durch Verkleben vorgesehen. Um eine gute Kühlung zu erreichen, wird die Induktionsspule innen hohl ausgebildet, um den Durchtritt einer Kühlflüssigkeit zu ermöglichen. Die Induktionsspule ist dazu aus einem Vierkantrohr gefertigt, welches von dem Träger gehalten wird. Nachteilig ist, dass der Einsatz von Abstandselementen einen zweiteiligen Aufbau des Induktors mit Leiterschleife und Trägermaterial erfordert, weil die Abstandselemente nur in dem Trägermaterial ausreichend fest verankert werden können. Ein weiterer Nachteil der bekannten Bauweise ist die eingeschränkte Anpassbarkeit der Leiterschleife an gekrümmte, zu härtende Oberflächen, da gebogene Vierkantrohre unter den im Betrieb auftretenden thermischen Belastungen keine gleichbleibenden Krümmungsradien - und damit definierte Kopplungsabstände - gewährleisten können.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Induktor zum Randschichthärten anzugeben, der während des Randschichthärtens einen vorgebbaren Minimalabstand zu dem zu härtenden Oberflächenbereich auch bei komplexen Oberflächengeometrien sicher einhält.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Induktor zum Randschichthärten mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Hierdurch wird ein Induktor zum Randschichthärten eines Oberflächenbereichs eines metallischen Werkstücks geschaffen, der eine Leiterschleife aus einem elektrisch leitfähigen Material umfasst. Die Leiterschleife definiert eine dem zu härtenden Oberflächenbereich angepasste Induktionsfläche des Induktors. Der Induktor umfasst ferner mindestens ein Abstandselement, welches von dem Induktor über die Induktionsfläche hinaus vorsteht. Erfindungsgemäß ist in dem Material der Leiterschleife eine Ausnehmung vorgesehen, in die das Abstandselement eingesetzt ist.
  • Erfindungsgemäß ist somit das Abstandselement unmittelbar in das Material der Leiterschleife eingesetzt und darin fixiert. Das Material der Leiterschleife weist zumindest lokal eine Materialstärke auf, die zur Ausbildung einer Ausnehmung zur Aufnahme des mindestens einen Abstandselements ausreichend ist. Auf diese Weise kann auf ein gesondertes Trägermaterial zur Aufnahme und Verankerung des Abstandselements am Induktor verzichtet werden. Die erforderliche Materialstärke verleiht der Leiterschleife zudem eine vergrößerte Eigensteifigkeit, insbesondere gegenüber thermischen Verformungen. Der erfindungsgemäße Induktor ist daher formstabil an das Profil des zu härtenden Oberflächenbereichs anpassbar.
  • In bevorzugten Ausführungsformen sind mindestens zwei Abstandselemente beabstandet zueinander in das Material der Leiterschleife eingesetzt. Insbesondere bei größeren Induktionsflächen kann durch Verwendung mehrerer Abstandselemente eine gleichmäßigere Mindestbeabstandung zum Werkstück über die gesamte Induktionsfläche sichergestellt werden.
  • Bevorzugt ist die Ausnehmung eine Gewindebohrung, in die das Abstandselement eingeschraubt ist. Die Schraubverbindung zwischen Leiterschleife und Abstandselement erleichtert den Wechsel defekter Abstandselemente. Insbesondere ist auch eine zerstörungsfreie Entnahme und Wiederverwendung der Abstandselemente möglich. Bei einer Klebeverbindung hat sich dagegen als nachteilig erwiesen, dass diese für einen Austausch bzw. eine Reparatur zunächst mit einer Flamme erwärmt werden muss, um die Abstandselemente anschließend mit mechanischem Druck aus der Verbindung zu lösen. Dabei wird der Induktor thermisch und mechanisch beansprucht, was wiederum zu einer kürzeren Lebensdauer des Induktors führen kann. Das mechanische Lösen der Abstandselemente kann auch zu Verzügen an der Leiterschleife führen, welche aufwendig gerichtet werden müssen. Das Einkleben neuer Abstandselemente ist zudem zeitaufwendig, da der Kleber üblicherweise in einem Ofen ausgehärtet werden muss. Bei einer Schraubverbindung ist kein thermisches und mechanisches Lösen einer Klebestelle erforderlich und ein Verziehen der Leiterschleife tritt beim Herausschrauben der Abstandselemente nicht mehr auf. Das Richten der Leiterschleife und das Aushärten des Klebers entfallen ebenfalls.
  • Durch die Schraubverbindung wird ferner die Einstellbarkeit des Vorsprungs des Abstandselements gegenüber dem Träger erleichtert. Bei einem Verkleben kann der Vorsprung nur mit Hilfe von Hilfsmitteln (wie beispielsweise Gegenplatten und Schraubzwingen) eingestellt werden. Wird der gewünschte Vorsprung beim Einkleben nicht erzielt, muss das Abstandselement wieder gelöst und erneut eingeklebt werden. Auch hat sich beim Einkleben als nachteilig erwiesen, dass sich der Vorsprung über längere Betriebsdauern hinweg gegenüber dem ursprünglich eingestellten Zustand verändern kann. Bei einer Schraubverbindung kann das Einstellen des Abstandsmaßes dagegen leicht über ein Drehen des Abstandselements in der Gewindebohrung erfolgen.
  • Vorzugsweise ist die Gewindebohrung eine durchgehende Bohrung und das Abstandselement ist in der Gewindebohrung mittels einer rückseitig eingebrachten Schraube gekontert. Durch die Schraube wird das Abstandselement gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert. Damit wird sichergestellt, dass das eingestellte Abstandsmaß gleichbleibt. Die Schraube ist vorzugsweise als eine Madenschraube ausgebildet. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Abstandselement rückseitig aus der Gewindebohrung vorstehe, und die Verkonterung mittels einer rückseitig auf das Abstandselement aufgesetzten Kontermutter erfolgt.
  • Bevorzugt ist die Leiterschleife aus einem Vollmaterial durch spanende Bearbeitung eines Materialblocks oder durch additive Fertigung hergestellt. Bei der Herstellung der Leiterschleife aus einem Vollmaterial weist der Induktor eine besonders hohe Verwindungssteifigkeit auf und lässt sich durch die spanende Bearbeitung oder additive Fertigung optimal an das Profil des zu härtenden Oberflächenbereichs anpassen. Auf diese Weise werden Induktoren mit einer besonders hohen Maßhaltigkeit und Lebensdauer erhalten.
  • In bevorzugten Ausführungsformen weist das mindestens eine Abstandselement an seinem vorstehenden Ende ein drehbar gelagertes Abrollelement auf. Durch das Vorsehen eines drehbar gelagerten Abrollelements an dem vorstehenden Ende des mindestens einen Abstandselements treten die Abrollelemente bei einer Annäherung mit der zu härtenden Oberfläche in einen Rollkontakt. Im Rollkontakt wird eine relative Bewegung der Kontaktflächen zueinander weitgehend vermieden, wodurch die zu härtende Oberfläche geschont und einer Riefenbildung vorgebeugt wird. Während im Normalbetrieb ein Kontakt zwischen Abstandselement und zu härtendem Oberflächenbereich nicht vorgesehen ist, wird durch die Verwendungen eines Abrollelements erreicht, dass im Falle einer unzulässigen Annäherung des Induktors an die zu härtende Oberfläche nicht nur der Induktor geschützt, sondern auch die zu härtende Oberfläche geschont wird, so dass Ausschussware reduziert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abrollelement durch eine drehbar gelagerte Vollkugel gebildet. Vorteilhaft ist, dass eine Vollkugel um eine beliebige Drehachse drehbar ist und somit ein Abrollen in beliebiger Richtung ermöglicht. Die Vollkugel kann beispielsweise zur Lagerung an dem Abstandselement an dessen vorstehendem Ende eingebördelt sein.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann das Abrollelement scheibenförmig ausgebildet sein. Beispielsweise kann das scheibenförmige Abrollelement als Rolle ausgebildet sein. Scheibenförmig Abrollelemente sind insbesondere dann einsetzbar, wenn die Geometrie der Leiterschleife des Induktors eine vorgesehene Vorschubrichtung des Induktors während des Härtens vorgibt, die der Bewegungsrichtung der Abrollelemente über die zu härtende Oberfläche entspricht. In diesem Fall kann es ausreichend sein, ein scheibenförmiges Abrollelement einzusetzen, das in Vorschubrichtung abrollbar montiert wird.
  • Das Abrollelement kann an dem Abstandselement federvorgespannt gelagert sein. Durch eine Federvorspannung kann ein hartes Aufsetzen des Abrollelements auf der zu härtenden Oberfläche vermieden werden. Dadurch hervorgerufene Oberflächenschäden werden weiter verringert. Vorzugsweise weist die Einfederung der Federvorspannung einen Endanschlag auf, durch den ein vorgebbarer Mindestabstand zwischen Leiterschleife und zu härtender Oberfläche definiert ist.
  • Vorzugsweise ist das Abrollelement aus einer Siliziumnitrid-Keramik hergestellt. Siliziumnitrid-Keramiken zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Oxid-Keramiken durch eine besonders hohe Temperatur- und Thermoschockbeständigkeit aus. Insbesondere im Moment des Aufsetzens auf der zu härtenden Oberfläche wird das Abrollelement einem hohen Temperatursprung ausgesetzt, dem herkömmliche Keramiken nur begrenzt standhalten können, so dass nach mehrfachem Einsatz Abplatzungen an der Keramik auftreten. Durch Einsatz von Siliziumnitrid-Keramiken kann die wartungsfreie Betriebsdauer des Induktors erhöht werden.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das mindestens eine Abstandselement einen stiftförmigen, das Abrollelement lagernden Hauptteil auf. Der stiftförmige Hauptteil des Abstandselements ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Vorzugsweise ist an dem stiftförmigen Hauptteil ein Außengewinde ausgebildet, das in ein in der Ausnehmung der Leiterschleife ausgebildetes Innengewinde eingreift.
  • Vorzugsweise steht das Abstandselement um eine Höhe im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm über die Induktionsfläche hinaus vor. Hierdurch wird ein beim Vorschubhärten vorteilhafter Minimalabstand zwischen Leiterschleife und zu härtenden Oberfläche definiert.
  • Das Material der Leiterschleife kann teilweise, insbesondere auf einer werkstückabgewandten Seite der Leiterschleife, von einem Flusskonzentrationsmaterial, beispielsweise einem Weicheisen-Kunststoff-Compound, umgeben sein. Ein solches Flusskonzentrationsmaterial dient dazu, den von der Leiterschleife erzeugten magnetischen Fluss auf den zu härtenden Oberflächenbereich zu lenken und diesen besonders effizient zu erhitzen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Induktor in einer ersten, werkstückzugewandten perspektivischen Ansicht,
    • 2 zeigt schematisch den Induktor aus 1 in einer zweiten, rückseitigen perspektivischen Ansicht,
    • 3 zeigt schematisch einen Querschnitt des Induktors gemäß 1 auf Höhe der eingesetzten Abstandselemente,
    • 4 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä-ßen Induktors in einer rückseitigen Ansicht,
    • 5 zeigt schematisch ein Abstandselement mit einem federvorgespannten, scheibenförmigen Abrollelement.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die 1 bis 3 zeigen einen Induktor 1 zum Randschichthärten eines Oberflächenbereichs eines metallischen Werkstücks. Der Induktor 1 umfasst eine Leiterschleife 2 aus einem elektrisch leitfähigen Material 3, die eine dem zu härtenden Oberflächenbereich angepasste Induktionsfläche 4 des Induktors 1 definiert. Der Induktor 1 umfasst ferner zwei Abstandselemente 5, welche von dem Induktor 1 über die Induktionsfläche 4 hinaus vorstehen. In dem Material 3 der Leiterschleife 2 ist jeweils eine Ausnehmung 6 vorgesehen, in die die Abstandselemente 5 eingesetzt sind.
  • Der Induktor 1 weist zwei Anschlussbereiche 12, 13 zum Anschluss an eine hochfrequente Wechselspannung auf. Der Stromfluss durch den Induktor 1 erfolgt durch die beiden aufrecht dargestellten Schenkel der Leiterschleife 2 und deren Querverbindung im oberen Bereich. Die beiden Schenkel und die Querverbindung der Leiterschleife 2 sind von einem Kanal 14 durchzogen. Der Kanal 14 erstrecken sich von einem Anschlussbereich 12 bis zu dem anderen Anschlussbereich 13. Der Kanal 14 bildet ein Leitungssystem für ein Kühlmittel zur Kühlung des Induktors 1 während des Betriebs.
  • Die Leiterschleife 2 des Induktors 1 ist aus einem Vollmaterial gefertigt. Durch die Fertigung der Leiterschleife aus einem Vollmaterial ist diese verbessert an komplexe Oberflächengeometrien der zu härtenden Oberflächenabschnitte anpassbar. Insbesondere können innere Materialspannungen bei der Herstellung durch Verzicht auf umformende Verfahrensschritte verringert werden.
  • Wie in 1 dargestellt kann die Induktionsfläche 4 konvex gekrümmt ausgebildet sein, beispielsweise für die Härtung einer Kugellaufbahn eines Großwälzlagers. Zur besseren Darstellbarkeit ist in 1 eine über die Ränder des Induktors 1 extrapolierte Induktionsfläche 4 gezeigt. Es versteht sich, dass die wirksame Induktionsfläche 4 des Induktors 1 durch die werkstückzugewandte Oberfläche der Leiterschleife 2 definiert ist.
  • Bevorzugt kann die Leiterschleife 2 aus einem Vollmaterial durch spanende Bearbeitung eines Materialblocks oder auch durch additive Fertigung hergestellt sein. Bei der Herstellung des Induktors durch spanende Bearbeitung kann der Kanal 14 beispielsweise durch Bohren und/oder Fräsen in den Materialblock eingebracht werden. Die Formgebung und Oberflächenbearbeitung erfolgt bevorzugt durch Drehen, Fräsen und/oder Schleifen. Bei additiver Fertigung werden der Kanal 14 und die Ausnehmungen 6 vorzugsweise schon in einem 3D-Druckprozess realisiert.
  • Die Ausnehmung 6 ist bevorzugt als eine Gewindebohrung 7 ausgebildet, in die das Abstandselement 5 eingeschraubt ist. Wie insbesondere in 3 zu erkennen, kann die Gewindebohrung 7 eine durchgehende Bohrung sein, in der das Abstandselement 5 mittels einer rückseitig eingebrachten Schraube 8 gekontert ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schraube 8 eine Madenschraube.
  • Die Verkonterung dient der Sicherung des eingestellten Abstandes gegenüber ungewollten Verstellungen. Bevorzugt wird das Abstandselement 5 in ein Durchgangsloch der Leiterschleife 2 eingebracht und von einer dem zu härtenden Oberflächenbereich abgewandten Seite der Leiterschleife 2 verkontert. Hierdurch ist die Verkonterung deutlich geringeren Temperaturschwankungen ausgesetzt, was einem ungewollten Lösen der Verkonterung vorbeugt. Grundsätzlich ist aber auch das Einsetzen des Abstandselements 5 in ein Sackloch und/oder eine werkstückseitige Verkonterung denkbar.
  • In dem Ausführungsbeispiel weist das mindestens eine Abstandselement 5 an seinem vorstehenden Ende ein drehbar gelagertes Abrollelement 9 auf (vgl. 3). Das Abstandselement 5 umfasst dabei einen stiftförmigen, das Abrollelement 9 lagernden Hauptteil 11. An dem Hauptteil 11 kann ein Außengewinde vorgesehen sein, welche in die Gewindebohrung 7 der Ausnehmung 6 eingreift. Wie in 1 und 3 erkennbar, kann das Abrollelement 9 durch eine drehbar gelagerte Vollkugel gebildet sein.
  • Bevorzugt ist das Abrollelement 9, 10 aus einer Siliziumnitrid-Keramik hergestellt. Denkbar sind aber auch Abrollelemente 9, 10 aus einem anderen keramischen Material oder aus einem nichtmagnetischem Edelstahl.
  • Das Abstandselement 5 steht bevorzugt um eine Höhe H im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm über die Induktionsfläche 4 vor. Während des Härtens wird zwischen dem Induktor 1 und dem zu härtenden Oberflächenbereich ein Soll-Kopplungsabstand eingeregelt, welcher größer ist als die Höhe H. Führen allerdings Prozessabweichungen zu einer Unterschreitung des Soll-Kopplungsabstandes zwischen Induktor 1 und zu härtendem Oberflächenbereich, setzen die Abstandselemente 5 bei einem Mindest-Kopplungsabstand der Höhe H auf der zu härtenden Oberfläche auf. Auf diese Weise können Schäden am Induktor und/oder dem zu härtenden Oberflächenbereich verhindert werden. Insbesondere die Verwendung eines Abrollelementes am Abstandselement schützt die zu härtende Oberfläche vor Riefenbildung im Falle des Aufsetzens.
  • In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Induktors gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel bildet die Leiterschleife in diesem Fall eine plane Induktionsfläche aus. 4 zeigt dabei eine rechteckige Leiterschleife 2 mit zwei in einer Ebene liegenden, parallelen Hohlleiterabschnitten 16, 17 und zwei hohlen, brückenartigen Verbindungsabschnitten 18. Die Induktionsfläche des dargestellten Induktors 1 liegt in der Zeichnungsebene von 4 und wird durch die Hohlleiterabschnitte 16, 17 gebildet. Durch die Verbindungsabschnitte 18 kann die Induktionsfläche stirnseitig abgewinkelt fortgesetzt sein, beispielsweise zur Härtung eines Bordes einer Wälzlagerlaufbahn.
  • Beispielhaft weisen die Hohlleiterabschnitte 16, 17 im überwiegenden Teil ihrer Oberfläche eine Materialstärke auf, welche nicht ausreichend ist, um darin eine Ausnehmung für die Aufnahme eines Abstandselements aufzunehmen. Zwecks Aufnahme der Abstandselemente 5 kann die Materialstärke der Leiterschleife 2 an den Positionen der Abstandselemente 5 derart erhöht sein, dass Ausnehmungen 6 für die Abstandselemente 5 in das Material 3 der Leiterschleife 2 einbringbar sind. Anzahl und Position der Abstandselemente 5 können abhängig von der Oberflächengeometrie des zu härtenden Oberflächenbereichs und/oder der Größe und Eigensteifigkeit der Leiterschleife 2 gewählt sein.
  • Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel entsprechend.
  • In 5 ist ein Abstandselement 5 mit einem scheibenförmigen Abrollelement 10 gezeigt. Das Abstandselement 5 aus 5 kann alternativ zu dem in 3 gezeigten Abstandelement 5 mit einer Vollkugel als Abrollelement 9 in dem Induktor 1 nach dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden. Das scheibenförmige Abrollelement 10 ist beim Einbau in den Induktor vorzugsweise so zu orientieren, dass die Drehachse des scheibenförmigen Elements 10 quer zu einer relativen Vorschubrichtung zwischen Werkstück und Induktor 1 angeordnet ist.
  • Das Abstandselement 5 weist einen stiftförmigen Hauptteil 11 auf, an dem ein Außengewinde angeordnet sein kann. Der stiftförmige Hauptteil 11 hält einen Stößel 19, an dem das scheibenförmige Abrollelement 10 drehbar gelagert ist. Der Stößel 19 kann in dem Hauptteil 11 verschiebbar gelagert sein, wobei der Stößel 19 in einer vorstehenden Position durch ein Federelement 20 vorgespannt ist. Durch die federvorgespannte, verschiebbare Lagerung des Abrollelements 10 können Beschädigungen des zu härtenden Oberflächenbereichs beim Aufsetzen des Abrollelements 10 weiter reduziert werden.
  • Denkbar sind aber auch alternative Ausführungsformen der Abstandselemente, bei denen beispielsweise eine Vollkugel auf einem Stößel federvorbelastet und gegenüber dem Hauptteil verschiebbar angeordnet ist, oder ein scheibenförmiges Abrollelement unmittelbar an dem Hauptteil fixiert ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Induktor
    2
    Leiterschleife
    3
    leitfähiges Material
    4
    Induktionsfläche
    5
    Abstandselement
    6
    Ausnehmung
    7
    Gewindebohrung
    8
    Schraube
    9, 10
    Abrollelement
    11
    stiftförmiger Hauptteil
    12, 13
    Anschlussbereich
    14
    Kanal
    16, 17
    Hohlleiterabschnitt
    18
    Verbindungsabschnitt
    19
    Stößel
    20
    Federelement
    H
    Höhe
  • 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 102013101057 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Induktor zum Randschichthärten eines Oberflächenbereichs eines metallischen Werkstücks umfassend eine Leiterschleife (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material (3), die eine dem zu härtenden Oberflächenbereich angepasste Induktionsfläche (4) des Induktors (1) definiert, und mindestens ein Abstandselement (5), welches von dem Induktor (1) über die Induktionsfläche (4) hinaus vorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Material (3) der Leiterschleife (2) eine Ausnehmung (6) vorgesehen ist, in die das Abstandselement (5) eingesetzt ist.
  2. Induktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (6) eine Gewindebohrung (7) ist, in die das Abstandselement (5) eingeschraubt ist.
  3. Induktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrung (7) eine durchgehende Bohrung ist und das Abstandselement (5) in der Gewindebohrung (7) mittels einer rückseitig eingebrachten Schraube (8) gekontert ist.
  4. Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife (2) aus einem Vollmaterial durch spanende Bearbeitung eines Materialblocks oder durch additive Fertigung hergestellt ist.
  5. Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (5) an seinem vorstehenden Ende ein drehbar gelagertes Abrollelement (9, 10) aufweist.
  6. Induktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (5) einen stiftförmigen, das Abrollelement (9, 10) lagernden Hauptteil (11) aufweist.
  7. Induktor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrollelement (9) durch eine drehbar gelagerte Vollkugel gebildet ist.
  8. Induktor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrollelement (10) scheibenförmig ausgebildet ist.
  9. Induktor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrollelement (9, 10) aus einer Siliziumnitrid-Keramik hergestellt ist.
  10. Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (5) um eine Höhe (H) im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm über die Induktionsfläche (4) vorsteht.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3521401A1 (de) 1985-06-14 1986-12-18 Maschinenfabrik Alfing Keßler GmbH, 7080 Aalen Auflagekontrolle
EP0524341B1 (de) 1991-07-26 1994-09-14 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Mehrkoordinaten-Tastkopf
DE102013101057A1 (de) 2013-02-01 2014-08-07 Thyssenkrupp Rothe Erde Gmbh Flächiger Induktor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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