DE2932438A1

DE2932438A1 - Vorrichtung zur induktiven oberflaechenerhitzung eines wellenfoermigen werkstuecks

Info

Publication number: DE2932438A1
Application number: DE19792932438
Authority: DE
Inventors: Ludwin Ing Grad Hackenberger
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1981-02-19
Also published as: DE2932438C3; DE2932438B2

Description

Vorrichtung zur induktiven Oberflächenerhitzung
eines wellenförmigen Werkstücks Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur induktiven Oberflächenerhitzung eines wellenförmigen Werkstücks, das mit wenigstens einer sich in Wellenlängsrichtung erstreckenden Nut versehen ist und um seine Längsachse rotiert, bestehend aus einem sich entlang der Längsachse erstreckenden hohlen elektrischen Leiter, der von einem fluiden Kühlmittel durchflossen und an eine elektrische Wechselstromquelle anschließbar ist, bei der der sich entlang der Längsachse erstreckende, parallel zur Wellenoberfläche verlaufende Leiterteil an den Enden des zu erhitzenden Oberflächenbereichs über die Welle konzentrisch zur Längsachse und etwa halbkreisförmig umfassende Abschlußteile mit der Wechselstromquelle verbunden ist und die Verbindungsstücke des Leiters wenigstens über einen Teil der Wellenlänge parallel zur Wellenoberfläche entlang der Längsachse geführt sind.
Vorrichtungen dieser Art dienen zur induktiven Erwärmung der Oberfläche langgestreckter Wellen - z.B. der Achswellen von Automobilen -, die durch Abschreckung einem Oberflächenhärtungsverfahren zu unterziehen sind. Der elektrische Leiter,der an eine Wechselstromquelle geeigneter Fre- quenz angeschlossen wirdf wird von Kühlwasser durchflossen und erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Oberfläche des zu erwärmenden Werkstücks und parallel ur Längsachse des Werkstücks, wobei der Leiter der Welle lediglich über i80° ihres Umgangs überdeckt. Derartige Leiterkonfigurati onen erlauben es, das jeweils zu erwärmende Werkstück in zugehörigen Maschinen mittels entsprechender Transfervorrichtungen von der Seite des jeweils offenen Halbraums heraus unter die Vorrichtung zu bringen, so daß ein automatischer Wechsel des jeweils zu erwdrmenden Werkstücks einfach vorgenommen werden kann.
Die bekannten Vorrichtungen leiden unter dem Mangel, daß mit einer Nut, die sich entlang ddr Längsachse des Werkstücks erstreckt, versehene Werkstücke bis auf den jeweils ligen Nut grund nur bei geringer Nuttiefe oder ausreichender Weite der Nut erwMrmt werden.
In Verbesserung 4rird deshalb eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß der sich zwischen den beiden Abschlußteilen erstreckende Leiterzweig mit Winkelneigung gegen die Richtung der Nut angeordnet ist.
Vorteilhaft ist die Anordnung derart getroffen, daß sich der Leiterzweig mit gleichbleibender Neigung gegen die Längsrichtung der Nut über etwa 1800 der Wellenoberfläche erstreckt.
Ferner wird vorgeschlagen, die Anordnung derart zu treffen, daß der Leiterzweig entlang seiner Länge mit einer Beblechung versehen ist.
Vorrichtungen, die nach der Erfindung ausgebildet sind, zeichnen sich dadurch aus daß auch bei Anwendung relativ niedriger elektrischer Leistungen die WellenoberflAche bis auf den Grund der zutehUrigen Nut erwärmt und gegebenenfalls durch Abschrecken gehärtet wird.
Die anliegende Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse der zu härtenden Welle.
Fig. 2 erläutert die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figb 1 zeigt einen Schnitt quer zur Längsachse einer Welle 1 aus Stahl, die mit einer Nut 3 versehen ist und entlang ihrer Länge von gleichförmigem Querschnitt ist.
Zur induktiven Oberflächenerwärmung der Welle wird diese mit ihrer Längsachse 2 in eine Position gebracht, die in der Fig. 2 mit II-II angedeutet ist. Dort wird sie in einer (nicht dargestellten) Einspannvorrichtung gelagert und mittels eines Antriebsmotors um ihre Längsachse in Rotation versetzt. Die Nut 3 rotiert dabei um die Achse 2.
Mit 4 und 5 sind die Oberflächen der Welle 1 konzentrisch zur Drehachse 2 über einen Halbkreis umfassende Abschlußstücke eines hohlen elektrischen Kupferleiters bezeichnet, die den sich entlang der Längsachse der Welle 1 erstreckenden und zu erwärmenden Oberflächenbereich abschließen. Sie sind über Anschlußstücke 6 und 7, die sich jeweils parallel zur Oberfläche der Welle 1 und in ihrer Längsrichtung etwa über den halben Abstand der Abschlußstücke 4 und 5 erstrekken, mit einer elektrischen Wechselstromquelle verbindbar.
Ferner sind sie über (nicht dargestellte) Anschlußkupplungsstücke mit einer Kühlwasserleitung verbindbar, so daß der elektrische Leiter gekühlt ist.
Die Abschlußstücke 4 und 5 sind mittels eines Verbingungsstücks 8 verbunden. Das Verbindungsstück 8 erstreckt sich unter Winkelneigung gegen die Längsrichtung der Nut 3 über die Oberfläche der Welle 1 von der einen Seite des Anschlußstücks ii zur gegenüberliegenden Seite des Anschlußstücks 5. Das Verbindungsstück 8 ist über seine Länge L1 mit einer Beblechung versehen. Ebenso sind die Längen L2 und L3 der Anschlußstücke 6 und 7 jeweils mit einer Beblechung versehen. Die Beblechung erfolgt in üblicher Weise unter Verwendung von Dynamoblechen, die bei geeigneter Formgebung auf den Rücken der jeweiligen elektrischen Leiter aufgesteckt werden.
Infolge der Winkelneigung des Verbindungsstücks 8 gegen die Längsrichtung der Nut 3 gelingt es, den Grund der Nut 3 auch bei schmaler Nutauslegung und tiefen Nuten induktiv zu erwärmen,ohne daß bei etwa nachfolgend erfolgender Abschreckung der Wellenoberfläche in einem geeigneten Abschreckmedium Härtemangel auftreten.
Die Erfindung ist auch in der Weise ausführbar, daß das Verbindungsstück 8 zwischen den Abschlußteilen 4 und 5 in Zickzackform angeordnet wird. Die Winkelneigung kann auch durch anderweitig gekrümmte Anordnung des Leiterstücks 8 herbeigeführt werden.
1 Zeichnung 4 Ansprüche

Claims

An s p r ü c h e 1. Vorrichtung zur induktiven Oberflächenerhitzung eines wellenförmigen Werkstücks, das mit wenigstens einer sich in Wellenlängsrichtung erstreckenden Nut versehen ist und um seine Längsachse rotiert, bestehend aus einem sich entlang der Längsachse erstreckenden hohlen elektrischen Leiter, der von einem fluiden Kühlmittel durchflossen und an eine elektrische Wechselstromquelle anschließbar ist, bei dem der sich entlang der Leiterlängsachse erstreckende, parallel zur Wellenoberfläche verlaufende Leiterteil an den Enden des zu erhitzenden Oberflächenbereichs über die Wellenoberfläche konzentrisch zur Längsachse halbkreisförmig umfassende Abschlußteile mit der Wechselstromquelle verbunden ist und die Verbindungsstücke des Leiters wenigstens über einen Teil der Wellenlängsachse parallel zur Wellenoberfläche entlang der Längsachse geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der sich zwischen den beiden Abschlußteilen (4,5) erstreckende Leiterzweig (8) mit Winkelneigung gegen die Richtung der Nut (3) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Leiterzweig (8) mit gleichbleibender Neigung gegen die Längsrichtung der Nut (3) über etwa 1800 der Wellenoberfläche erstreckt (Fig. 2).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterzweig (8) entlang seiner Lange (Ll) mit einer Beblechung (9) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Anschlußteilen befindliche Leiterzweig Zickzackform aufweist.