DE752084C

DE752084C - Einrichtung zum fortlaufenden Oberflaechenhaerten der Innenflaeche hohler metallenerWerkstuecke durch Erhitzen und Abschrecken

Info

Publication number: DE752084C
Application number: DEO23523D
Authority: DE
Inventors: Francis S Denneen; William C Dunn
Original assignee: Ohio Crankshaft Co
Current assignee: Ohio Crankshaft Co
Priority date: 1938-04-08
Filing date: 1938-04-08
Publication date: 1952-11-04

Description

Einrichtung zum fortlaufenden Oberflächenhärten der Innenfläche hohler metallener Werkstücke durch Erhitzen und Abschrecken Die Erfindungsaufgabe besteht in dein Oberflächenhärten der Innenfläche hohler metallener Werkstücke. Es ist bekannt, metallene Werkstücke an der Oberfläche in der Weise zu härten. daB die Oberfläche zuerst mittels eines Induktors erhitzt wird, der durch hochfrequenten Wechselstrom gespeist wird. und dann durch Abschrecken mittels einer Kühlflüssigkeit gehärtet wird. Es ist auch bekannt, längere Werkstücke in der Weise zu behandeln, daß zwischen dem Werkstück und dem Induktor sowie der Abschreckvorrichtun- eine Relativlx.weggung durchgeführt @e-ird. Ferner ist es bekannt, die Innenfläche hohler Werkstücke durch Gasflammen zu erhitzen und durch Bespritzen mit einer Kühlflüssigkeit an der Oberfläche zu härten, wobei zu diesem Zweck in den Hohlraum eine Vorrichtung eingeführt wird, die sowohl das Gas. als auch die Kühlflüssigkeit zuführt. Schließlich ist es auch bekannt, einen Hohlkörper an der Innenseite in der Weise an der Oberfläche zu härten, daß das Werkstück von außen durch Gasflatninen erhitzt wird, bis auch die Innenfliche die erforderliche Abschrecktemperatur erhalten hat, und dann durch Bespritzen mittels einer hültlflüssigkeit gehärtet wird, wobei das Gerät zum Zuführen der Kühlflüssigkeit in den Hohlraum des Körpers eingeführt wird.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum fortlaufenden Oberflächenhärten der Innenfläche hohler metallener Werkstücke durch Erhitzen und Abschrecken und bestellt darin. daß ein durch hochfrequenten Wechselstrom gespeister Induktor vorgesehen ist, der die Werkstiickwaildung während einer relativen fortlaufenden Bewegung zwischen Werkstück und Induktor von außen induktiv bis zur Innenfläche und bis auf die A.bscli,recl:-temperatur durcherhitzt, und daß innerhalb des Werkstücks ein Spritzkopf für das Abschreckmittel so angeordnet ist, daß das fortlaufende Abschrecken der Innenfläche von innen jeweils nach Erreichen der Abschreckteinperatur erfolgt. Eine weitere vorteilhafte Einzelheit der Lrfindung besteht darin, daß die Spritzlöcher des Spritzkopfes in einer zur Werkstückinnenwandung schrägen Ebene liegen und in Richtung der Relativbewegung des Werkstücks zum Induktor verlaufen.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Innenfläche auch verhältnismäßig kleiner Werkstücke, also mit geringem Illnendurchinesser, an der Oberfläche gehärtet werden können, da in den Hohlraum nur der verhältnismäßig kleine Spritzkopf eingeführt zu werden braucht. während zum Erhitzen ein normaler, das Werkstück von außen umfasseilder Induktor benutzt werden kann. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Behandlung längerer Hohlkörper, da auch hei solchen. ein Induktor normaler Größe Allwendung finden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung bestellt darin, daß durch den Induktor die Erhitzung des Werkstücks all der Stelle erfolgt, wo die Härtung erwülisclit ist, nämlich an der Innenfläche. Hierzu braucht nur die richtige Frequenz des den Induktor speisenden Wechselstroms gewählt zu werden. Wird für eine bestimmte- Wanddicke, des llohlkörpers die richtirre Frequenz gewählt, bei der die induzierten Ströme genügeld tief in das Werkstück eindringen, so kann der größte Teil der zum Härten erforderlichen I iit-r_e ini Innern der Wandung und sogar all der Innenfläche erzeugt werden. Die gesamte Wärme braucht also nicht durch die ganze Wanddicke hindurchzugehen, was den wesentlichen und grundsätzlichen Vorteil hat, daß die äußere Schicht des Werkstücks nicht wesentlich höher erhitzt zu werden braucht als die innere zu härtrnde Oberfläche, so daß auch die Eigenschaften des Werkstoffs innerhalb der Wandung nicht nachteilig; verändert j werden. Dies ist hei dein Erhitzen voll außen I durch Gasflammen tuiniiiglich, cla hierbei die gesamte Wärme durch die gesamte U"e rkstoff- , dicke hindurchgeleitet werden inuß, so daß der Werkstoff außen überhitzt wird und die Eigenschaften des `@'crkstoifs nachteili. beeinflußt werden können.
Eiaa weiterer Vorteil der Erfindun r; besteht darin, daß (las Abschrecken im Innern durchgeführt wird, während das Erhitzen all der Außenfläche weiter fortgesetzt wird, sö doll ein gewisser Temperaturausgleich erfolgt, der das Entstehen von gefährlichen Spannungen innerhalb der Waliddicke vermeiden läßt.
Die Erfiildun- hat auch noch den Vorteil, daß die Lage des Induktors und des Spritzkopfs @re@liebig eingestellt werden kann, so daß die Zeitspanne zwischen dem Sclilul" des Erhitzelis nach Erreichen der erforderlichen :@bsclire,cktemperatur au der Innenfläche und (1-,-:m Beginn des Abschreckelis je nach Dicke des Werkstücks und nach. den sonstigen Verhältnissen °anz genau eingestellt werden kann.
Der Hohlkörper kann ortsfest angeordnet sein, wobei dann der Induktor und der Spritzkopf sich längsachsig all dein Hohlkörper Irewege-n. Die Anordnung; kann aber auch unigekehrt sein, wobei chinn der Hohlkörper län-s bewegt wird. Der Erhitzun-s- und Ab-'s erfolgt in beiden Fällen f(-#rtlaufend.
Die Zeiclniuilg veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an dein L-zillgsschnitt eitler Innenflüchenhärteeinrichtung für Hohlkörper.
Es soll hier die Innenfläche eines Rohres i gehärtet werden. I)as Rohr wird von cinein Halter 2 gehalten und relativ zum Induktor 3 in Län gsrichtun-g finit einer bestimmten c ;rschwindigkeit bewegt. Der rin"förniige Induktor 3, der mit einem Wechselstrom gceigneter Frequenz und Stärke gespei#t wird. umfaßt das Rohr i und induziert in der Rohrwandung Ströme. die die Wandung in ihrer ganzen Dicke erhitzen, his ein der Innetitiüclie die zum Allschrecken erforderliche Temperatur erreicht ist.
Innerhalb des Rohres i ist ein Spritzkupf .l in einer bestimmten Lage zum Induktor ortsfest vorgesehen, der durch ein Rohr 3 mit einer Kühlinittelleitullg 7 verbunden ist, wobei das Rohr 5 von einem Arm G getragen wird. Die Kühlmittelzufuhr wird durch ein nicht veranschaulichtes Ventil geregelt. Der Spritzkopf a Ilat Spritzöffnungen 8, die sich in einer gewissen Entfernung von der zli härtenden Innenwand des Rollres i befinden und vorzugsweise schräg zu der Innenxandfläche gerichtet sind, und zwar in Richtung der Relativllewegutig des Werkstücks zum Induktor find Spritzkopf.
Bei der Relativbewe_gliü- erhitzt der Induktor fortlaufend die holirwandtuigei. bis 'Lit der Innentliiche die (:rforclerliche Abschrecktemperatur erreicht ist, wonach das Abschrecken ebenfalls fortlaufend erfolgt. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Rohres i ist entsprechend eingestellt.
Der Induktor 3 kann einen Hohlraum haben, der zum Durchfluß eines Kühlmittels für den Induktor dienen kann.

Claims

PATE \TA\SPFCCHE: i. Einrichtun - zum fortlaufenden 0lrcrflächenhärten der Innenfläche hohler metallener Werkstücke durch Erhitzen und Abschrecken, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Hochfrequenten Wechselstrom gespeister Induktor vorgesehen ist, der die j Werkstückwandung während einer relativen fortlaufenden Bewegung zwischen Werkstück und Induktor von außen induktiv hiss zur Innenfläche und bis auf die Abschrecktemperatur durcherhitzt, und daß innerhalb des Werkstucks ein Spritzkopf für das Abschreckmittel so angeordnet ist, daß das fortlaufende Abschrecken der Innenfläche von innen jeweils nach Erreichen derAbschrecktemperatur erfolgt. ?. Einrichtung nach Anspruch; i, dadurch gekennzeichnet. daß die Spritzlöcher des Spritzkopfes in einer zur Werkstückinrnen«-andung schrägen Ebene liegen und in Richtung der Relativbewegung des Werkstücks zum Induktor verlaufen.