DE2029819C - Verfahren und Vorrichtung zur In duktionserhitzung von Stahlwerkstucken - Google Patents

Description

35 tet wird.

Zur Lösung gehört weiterhin eine Vorrichtung der

eingangs genannten Art zum Durchführen des erwähnten Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist. daß die aktiven Stromleiter des Induktors in zu den 40 Drehachsen der auf einem die endlose Kette bilden-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur den Drehtisch angeordneten Spindeln senkrechten Induktionserhitzung von Stahlwerkstücken, die den Ebenen liegen, wobei ein Teil der aktiven Stromleiter Induktor vor dem Härten in einer endlosen Kette sich auf einer Seite der Drehungsebene der Werkdurchlaufen unter gleichzeitiger Drehung in diesem stücke befindet, während der andere Teil der elektrium Achsen, die mit der Richtung der magnetischen 45 sehen Stromleiter sich auf der anderen Seite der Dre-Kraftlinien im Induktor einen Winkel von etwa 90° hungsebene der Werkstücke befindet und daß hinter bilden. denTlnduktor in Bewegungsrichtung der Werkstücke Sie betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durch- unmittelbar die Kühlmittelsprühdüse zum Härten führung des Verfahrens, die ein endlose Kette mit folgt.

auf ihr montierten Spindeln zum Befestigen und Dre- 50 Auf Grund der vorliegenden Erfindung wurden ein

hen der Werkstücke und einen ortsfesten Induktor Verfahren zur Induktionserhitzung von Stahlwerk-

mit mehreren Windungen enthält, durch den die stücken und eine Vorrichtung zum Durchführen die-

Werkstücke geführt werden. ses Verfahrens entwickelt, die ein gleichmäßiges Er-

Durch gleichmäßiges Erhitzen der Werkstücke hitzen von komplizierten Werkstücken und hohe Fe-

auf optimale Temperaturen bei deren Wärmebehand- 55 stigkeitseigenschaften derselben nach dem Härten

lung werden hohe Festigkeitseigenschaften derselben sicherstellen. Vorteilhaft werden insbesondere schei-

nach dem Härten sichergestellt. Überhitzen und un- benförmige Werkstücke bzw. Werkstücke mit schei-

genügendi's Erhitzen von einzelnen Werkstücksab- benförmigem Rotationsvolumen wie Kardansterne

schnitten beim Erhitzen vor dem Härten haben ge- durch Längs- und Querfeldmagnetisierung gleichmä-

ringere Festigkeitseigenschaften des Stahls in diesen 60 ßig erhitzt.

Abschnitten und folglich auch des gesamten Werk- Nachstehend wird die Erfindung durch ein Ausstücks zur Folge. führungsbeispicl an Hand der Zeichnungen erläutert; Bei einer bekannten Vorrichtung (USA.-Patent- es zeigt

-ift 2214681) durchlaufen die Werkstücke den Fig. 1 eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung

Indi.'-tor in einer endlosen Kette unter gleichzeitiger 65 von Kardansternen,

Drehung in diesem um Achsen, die mit der Richtung Fig.2 einen Querschnitt durch den Induktor mit

der u-netischcn Kraftlinien im Induktor einen Win- in diesem befindlichen Kardanstern,

ke! η etwa 90° bilden. Diese Vorrichtung leistet F i g. 3 bis 5 die Verteilung der im Kardanstern

induzierten Ströme während des Drehens des letzteren um eine Achse, die mit den magnetischen Kraftlinien einen Winkel von nahezu 90° bildet.

Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens umfaßt einen Körperl (Fig. 1), der auf dem Drehtisch 2 mit Spindeln 3 angeordnet ist, dnen ortsfesten Induktor4 mit mehreren Wicklungen, durch den die Werkstücke geführt werden, eine Kühlsprühdüse 5 und eine Hinrichtung 6 zum Abnehmen der Werkstücke von der Spindel mit Antrieb 7.

Werkstück», ein Kardanstern, wird auf Spindel3 aufgesetzt und gelangt bei Drehung des Tisches 2 in den ortsfesten Induktor 4. Hier beginnt die Spindel 3 mit den Kardansternen 8 sich um Achse I-I (F i g. 2 bis 5) zu drehen, und der Kardanstern wird, während der rotierende Tisch 2 ihn vom Anfang bis zum Ende des Induktors befördert, von Zimmer- auf Härtetemperatur (830 bis 850° bei Kardansternen) erhitzt.

Die Spindel 3 mit den Kardar.sternen 8 hört nach dem Austreten aus dem Induktor4 auf) sich 711 (Irehen. Die Kardansterne gelangen unter die Sprühdüse 5, wo sie gehärtet werden.

Hiernach werden sie mit Hilfe der Einrichtung 6 von den Spindeln abgenommen.

Die aktiven Stromleiter9 (Fig. 1, 2) des Induktors liegen in zu den Spindelachsen I-I senkrechten Ebenen. Die Stromleiter umgeben den auf die Spindel aufgesetzten Kardanstern sowohl auf der Seite des Drehtisches 2 (von unten) als auch auf der entgegengesetzten Seite (von oben).

Die Kardansterne 8 drehen sich um die Achse der Spindel 3 mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Hierbei fließt in einem Teil der aktiven Stromleiter 9, der sich auf einer Seite der Drehungsebene der Kardansterne befindet, der elektrische Strom (gekennzeichnet in Fig.2 durch Pluszeichen) in einer Richtung, während im übrigen Teil der aktiven Stromleiter, der sich auf der andern Seite der Drehungsebene befindet, der elektrische Strom (gekennzeichnet in Fig.2 durch Minuszeichen) in der entgegeiigesetzten Richtung fließt.

Der Induktor 4 mit den laut obiger Beschreibung

achse des Kardanstern ;s

von na... ,

Aus^dF^eig. 3 bis 5 ist ersichüich daß beim Da
derKardahsierneS mit den vier Zapfen 10, 11. 1

Η r*T die Achse I-I welche mit der Richh _lg SÄÄnÄinien feinen Winkel von .-ein elektrischer ^

zu den Zapfen;,. ;-

hitzt werden, aowccnbciiiu m *■" .^

sen qlr- bzw. längsgerichteten magnet.schen

induziert wird. Die Richtung des Stroms 1(Fg ,, 5) ist durch einen Pfeil gekennzeichnet Es wird
tatsächlich bei der in Fig. 3 dargestellten Lage s Kardansternes ein elektrischer Strom I, der den / ,-fen 10 erhitzt, im magnetischen Langsfeld, dag, ;

»o bei der in Fi g.5 dargestellten Lage- im mag.
sehen Querfeld und bei der in Η^.%""-' ' Lage im magnetischen Zwischenfeld induziert. , Gegenteil hierzu wird der Zapfen II gemäß F.
durch einen elektrischen Strom erh.tzt, der durch

,5 magnetische Querfeld und gemäß Fig. 5 durch
magnetische Längsfdd induziert wird Das pensehe Wechseln der An des magnetischen Felds
sehen Längsfeld und Querfeld sowie umgekehrt : eine periodische Neuverteilung des induzierten ei

•,o irischen Stroms in den Werkstückselementen -

" Folge, wodurch ein Ausgleich der Temperatur in u. ■ verschiedenen Teilen des Werkstücks sichergesu

wird.

Beim Drehen der Kaidansterne um die Achs.-,

J₅ die mit den magnetischen Kraftlinien// einen Wim:.-! von nahezu 90° bilden, wird ein gleichmäßiges Lr!
zen der Kardansterne vor dem Härten erreicht, ν
bei die Temperaturdifferenz zwischen den einzeln, n Kardansternabschnittcn bei Härtetemperatur 20'

nicht überschreitet. Hierdurch werden hohe Festigkeitseigenschaften der Werkstücke nach dem Harten sichergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

wegen seitlicher Anordnung der Spulen nicht ein Patentansprüche: gleichmäßiges Erhitzen von komplizierten bzw. unre gelmäßig geformten Werkstücken.

1. Verfahren zur Induktionserhitzung von Es ist ferner ein Verfahren zur gleichmäßigen In-Stahlwerkstücken, die den Induktor vor dem 5 duktionserhitzung von Stahlwerkstucken vor den; Härten in einer endlosen Kette durchlaufen unter Härten bekannt, bei dem die Werkstücke gleichzeitig gleichzeitiger Drehung in diesem um Achsen, die im Induktor um eme den magnetischen Kraftlinien mit der Richtung der magnetischen Kraftlinien parallele Achse gedreht werden (Iwanow, W. A.. im Induktor einen Winkel von etwa 90° bilden, »Maschinen für Hochfrequenzhärtung«, 1951, S. fi dadurch gekennzeichnet, daß der elek- io und 7, Moskau, Swerdlowsk, Maschgis, Staatsverlag trische Strom oberhalb der Rotationsebenen der für Maschinenbau).

Werkstücke entlang der Bewegung der Werk- Komplizierte Werkstücke, beispielsweise Kardanstücke gegensinnig zum Strom unterhalb der Ro- sterne, können nicht nach diesem Verfahren eihitz: tationsebenen durch die Induktionswicklung ge- werden. Bei Drehen des Werkstücks um die zu den leitet wird. i₅ magnetischen Kraftli.üen parallele Achse werden die

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- induzierten Ströme dauernd derart verteilt, daß ihre rens nach Anspruch 1, die eine endlose Kette mit Dichte in den einen Werkstücksabschnitten größer auf ihr montierten Spindeln zum Befestigen und und in den anderen geringer ist. In diesem Falle wird Drehen der Werkstücke und einen ortsfesten In- die Werkstückstemperatur nur durch die Wärmeleitduktor mit mehreren Windungen enthält, durch ao fähigkeif ausgeglichen, was bei kompliziert geforrnden die Werkstücke geführt werden, dadurch ge- ten Werkstücken unzureichend ist.
kennzeichnet, daß die aktiven Stromleiter (9) des Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Induktors (4) in zu den Drehachsen (I-I) der auf Ändern der Lage der zu erhitzenden Werkstücke ir. einem die endlosen Kette bildenden Drehtisch (2) bezug auf den Induktor ein solches Verfahren zum angeordneten Spindeln (3) senkrechten Ebenen as Erhitzen der Werkstücke und eine Vorrichtung zur..· liegen, wobei ein Teil der aktiven Stromleiter (9) Durchführen dieses Verfahrens zu entwickeln, Sei sich auf einer Seite der Drehungsebene der Werk- dem gleichmäßiges Erhitzen besonders komplizierter stücke (8) befindet, während der andere Teil der Werkstücke sichergestellt wird.

elektrischen Stromleiter (9) sich auf der anderen Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ausgehend

Seite der Drehungsebene der Werkstücke (8) be- 30 vom eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsge-

findet und daß hinter dem Induktor (4) in Bewe- maß der elektrische Strom oberhalb der Rotations-

gungsrichtung der Werkstücke (8) unmittelbar ebenen der Werkstücke entlang der Bewegung der

die Kühlmittelsprühdüse (5) zum Härten folgt. Werkstücke gegensinnig zum Strom unterhalb der

Rotationsebenen durch die Induktionswicklung gelei-