DE673369C

DE673369C - Method and inductor for surface hardening of crankshaft journals o.

Info

Publication number: DE673369C
Application number: DED73547D
Authority: DE
Original assignee: Ohio Crankshaft Co
Current assignee: Ohio Crankshaft Co
Priority date: 1935-12-31
Filing date: 1936-09-25
Publication date: 1939-03-21
Also published as: US2293048A

Description

Verfahren und Induktor zum Oberflächenhärten von Kurbelwellenzapfen o. dgl. Z Die Erfindting bezieht sich auf ein Verfahren zum Oberflächenhärten von Kurbelwellen u. dgl. Gegenstände, die Arme oder abgesetzte Teile aufweisen, welche sich einseitig von der Achse des zu härtenden Teil-es des Gegenstandes erstrecken. Es ist bekannt, zu diesem Zweck die zu härtenden Teile in eine ringförmige - Induktionsvorrichtung einzuschließen, die mit einem Hochfrequenzsp,eisekreis derart gekoppelt ist, daß durch Induktionsstrom eine starke Erhitzung der zu härtenden Oberfläche in kurzer Zeit bewirkt wird. Bevor eine irgendwie wesentliche Wärmemenge bis zum Kern des Gegenstandes vorgedrungen ist, erfolgt sodann das Ab- schrecken.Method and inductor for surface hardening of crankshaft journals or the like. Z The invention relates to a method for surface hardening of crankshafts and the like extend. It is known that for this purpose to be hardened parts in an annular - include induction device which is coupled to a Hochfrequenzsp, eisekreis such that a strong heating of the surface is caused to be hardened in a short time by induction current. Before any substantial amount of heat is penetrated to the core of the article, carried the waste then shrink.

Wenn der 'Zapfen- oder Lagerteil einer Kurbelwelle gleichachsig mit der umschließenden Induktionsvorrichtung angeordnet wird, so hat sich gez-eigt, daß infolge der störenden Einwirkung der Rippen oder Ar-m-e auf die Verteilung des in dem betreffenden Lagerteil induzierten magnetischen Flusses die Tiefe der Erhitzung, infolgedessen auch die. Tief-. der gehärteten Obcrflächenzone, nicht gleichmäßig um den Umfang des Zapfens oder Lagerteils verteilt ist; die Tiefe ist vielmehr geringer an der Seite, die der Stellung oder Ebene des vorspringenden Teiles oder Armes entspricht. Durch die Erfindung wird dieser Mangel beseitigt und eine gleichmäßige Erhitzung in Umfangsrichtung des zu härtenden Gegen-ZD standes erzielt.If the 'journal or bearing part of a crankshaft is coaxial with the surrounding induction device is arranged, it has been shown that as a result of the disturbing effect of the ribs or ar-m-e on the distribution of the the depth of the heating in the relevant bearing part induced magnetic flux, consequently also the. Deep-. the hardened surface zone, not uniform is distributed around the circumference of the journal or bearing part; rather, the depth is less on the side corresponding to the position or level of the protruding part or arm. This deficiency is eliminated by the invention and a uniform heating achieved in the circumferential direction of the object to be hardened ZD.

Gemäß der Erfindung werden Kurbelwellenzapfen o.dgl. derart ausmittig in die-Induktionsvorrichtung eingebracht, daß der ringförmige Luftspalt zwischen Zapfen und Induktor dort am kleinsten ist, wo sich die Kurbclarme bzw. die vorspringenden Teile befinden, um die Störwirkung der Kurbelarme bzw. der vorspringenden Teile auf die Erzielung einer auf den Umfang des Zapfens gleichmäßig gehärteten - Oberflächenzone zu verhüten.According to the invention, crankshaft journals or the like. introduced in such a way off-center in the induction device that the annular air gap between the pin and inductor is smallest where the Kurbclarme or the projecting parts are to prevent the interference of the crank arms or the projecting parts on the achievement of a on the circumference of the Pin evenly hardened - to prevent surface zone.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise veranscha-ulicht, und zwar ist Abb. i ein Schaltplan, .Abb. 2 eine Stirnansicht der Induktionsvorrichtung in größerem Maßstab mit einer darin angeordneten Kurbelwelle.The invention is exemplified below with reference to the drawings illustrated, namely Fig. i is a circuit diagram, Fig. 2 is an end view the induction device on a larger scale with a crankshaft disposed therein.

Abb- 3 und 4 sind Schnitte nach Linie 3-3 bzw. 4-4 in Abb. 2, und Abb. 5 ist ein Querschnitt durch eine abgeänderte Induktionsvorrichtung.Figures 3 and 4 are sections along lines 3-3 and 4-4, respectively, in Figure 2, and Figure 5 is a cross section through a modified induction device.

Der zu härtende Zapfen oder Lagerteil ro einer Kurbelwelle ist zur Durchführun- des Verfahrens in den gelenki- miteinander verbundcnen Teilen 11, 12 einer Induktionsvorrichtung in Abstand von diesen eingeschlossen. Die Teile i i, 12 werden durch eine Klemmvorrichtung derart zusammengehalten, daß sie bei 13 in Berührung miteinander sind. Sie werden von der an die Induktionsglieder angeschlossenen Sekundärspule 14 g iz ,eines Umformers gespeist. Die Primärspule 15 des Umform2rs ist durch Stromschienen 16, 17 mit einem Hochfrequenzerzeuger iß und mit Kondensatoren ig, 2o verbunden. Die Erhitzung wird durch Abtrennen des Erzeugers iß vom Umformer beendet. Zur Bewirkun- der Abschreckung sind die Teile i i, 12 der Induktionsvorrichtung mit Wassermänteln 21 ausgerüstet, die durch ein Rohr22 über ein Rohr23 mit der Zufuhrstelle einer Abschreckflüssigkeit verbunden sind. Däs Rohr 23 enthält ein Ventil24, durch das der Beginn und die Beendigung des Abschreckvor--an-es -,esteuert werden. Kanäle 25 in der Innen-,vandung der Induktionsglieder leiten die Abschreckflüssigkeit gegen die Oberfläche des zu härtenden Werkstückteiles.The journal or bearing part ro of a crankshaft to be hardened is enclosed at a distance therefrom in the jointly connected parts 11, 12 of an induction device in order to carry out the method. The parts ii, 12 are held together by a clamping device in such a way that they are in contact with one another at 13. They are fed by the secondary coil 14 g iz, connected to the induction members, of a converter. The primary coil 15 of the converter is connected by busbars 16, 17 to a high-frequency generator and to capacitors ig, 2o. The heating is stopped by separating the generator from the converter. To effect the quenching, parts ii, 12 of the induction device are equipped with water jackets 21 which are connected by a pipe 22 via a pipe 23 to the supply point of a quenching liquid. The tube 23 contains a valve 24 by means of which the beginning and the termination of the quenching are controlled. Channels 25 in the inner wall of the induction members guide the quenching liquid against the surface of the workpiece part to be hardened.

Um eine am ganzen Umfange gleichförmige Tiefe der Härtung zu erzielen. wird der Lagerteil i o ausmittig in der in Abb. 2 dargestellt-en Weise zur Achse der Induktionsglieder i i, 12 angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß man zu dem besten Ergebnis kommt, wenn z. B. bei Lagerteilen mit einem Durchmesser von etwa 62,5 mm das Spiel an der bei 28 angezeigten Stelle 2 MM und an der bei 29 bzw. bei 3o und 31 angezeigten Stelle i bzw. il/2mm beträgt. Nicht dargestellte Abstandshalter aus feuerfestem Stoff können zwischen Zapfenio und den Induktions,-,liedernii,i2 angeordnet werden, um den richtigen Abstand zu sichern.To achieve a uniform depth of hardening over the entire circumference. the bearing part io is arranged eccentrically in the manner shown in FIG. 2 to the axis of the induction members ii, 12. It has been shown that the best result can be obtained if z. B. for bearing parts with a diameter of about 62.5 mm, the play at the point indicated at 28 is 2 mm and at the point indicated at 29 or at 3o and 31 i or il / 2mm. Spacers (not shown) made of refractory material can be arranged between Zapfenio and the induction, -, liedernii, i2 in order to ensure the correct distance.

Um eine gleichförmig-- Tiefe der starken Erhitzun- und eine sich daraus ergebende gleichförmige Tiefe der Härtungszone in der Längsrichtung des Stückes io zu erhalten, werden im Hinblick darauf, daß die Erhitzung rascher im Mittelbereich des Induktors erfolgt, die Induktionsglieder ausgehöhlt, wie bei 32 in Fig.3 angedeutet. Hierdurch wird der mittlere Teil der Induktionsglieder von der zu behandelnden Oberfläche an der Stelle abgerückt, wo ein Induktor mit parallel dazu verlaufenden Flächen eine überin äßige Tiefe der Härtungszone herbeiführen würde.In order to obtain a uniform depth of the strong heating and a consequent uniform depth of the hardening zone in the longitudinal direction of the piece, the induction members are hollowed out, as at 32, in order that the heating takes place more rapidly in the central region of the inductor indicated in Fig.3. As a result, the middle part of the induction members is moved away from the surface to be treated at the point where an inductor with surfaces running parallel to it would bring about an excessive depth of the hardening zone.

Oft ist es wünschenswert oder notwendig, weitere Abänderungen in der Gestalt der Induktionsglieder herbeizuführen, um die richtige Verteilung der Erhitzung und (Ivisich daraus ergebenden Gestalt der gehärtten Zone zu erhalten. So können heispielz;-weise die Induktionsglieder die in Querschnitt in Abb. 5 wiedergegebene Form annehmen. bei der Rippen und Nuten von solcherBreitv abwechselnd vorgesehen sind, dali dadurch das erstrebte Ergebnis gesichert ist. Der Kraftfluß folgt zu sein-cm größeren Teil den Rippen, und die Nuten sind ein wirksames Mittel zur Verteilung der Abschreckflüssigkeit. Die Gestalt der Rippen nach Breite und Tiefe legt die Stromleitfähigkeit dieser im Z> wesentlichen unabhängigen Leiter fest iand regelt in Verbindung mit dem Rippenabstand die Verteilung und Stärke der Heizströme. die im Gegenstand erzeugt werden. Die allgemeine Umrißform der Fläche der Induktionsglieder kann mannigfach abgeändert werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Nach der vorliegenden Erfindunist die dargestellte allgemeine Umrißforin. g-cwählt worden, wobei die Flächen der Mittelxippen 33 größeren Durchmesser haben - als die der Rippen34 in der Nähe der Enden. Der Abstand von der Welle ändert sich damit im Län-sschnitt nach einer flach ausge-,völbten Kurve.It is often desirable or necessary to bring about further modifications in the shape of the induction members, in order to obtain the correct distribution of the heating and (Ivisich resulting shape of the gehärtten Zone Thus heispielz;. Method of payment, the induction members reproduced in cross section in Fig. 5 Assume a shape in which ribs and grooves of such width are alternately provided so that the desired result is assured the width and depth of the flow conductivity sets this in the Z> substantially independent conductor fixed iand controls in conjunction with the fin pitch, the distribution and intensity of the heating currents. which are generated in the object. the general outline shape of the surface of the induction elements can be modified in many ways desired by the Achieve results. According to the present The invention is the general outline form shown. g-c, with the faces of the central ribs 33 being larger in diameter - than those of the ribs 34 near the ends. The distance from the shaft changes in the longitudinal section according to a flat, convex curve.

Claims

PA-rrN CLAIMS - i.

Method for surface hardening of crankshaft journals or the like - by heating by means of an annular inductor and subsequent quenching, characterized in that the journal to be hardened in the surface is arranged off-center in the inductor in such a way that the annular air gap between journal and inductor is there the smallest -%, the crank arms and the projections vo are, Contro l to the disturbing effect of the crank arms and the projecting parts ily Ulbricht # an overall uniformly on the circumference of the journal: to prevent Z M hardened surface zone . i 2.

Method according to Claim i, characterized in that the workpiece is held in the desired position relative to the inductor by spacers. 3. inductor for carrying out the method according to claim i or 2, characterized in that its surface opposite to your workpiece is provided in its central region with a recess (32, 33, 34).