DE754848C

DE754848C - Vorrichtung zum Oberflaechenhaerten von metallenen Werkstuecken durch induktives Erhitzen und anschliessendes Abschrecken

Info

Publication number: DE754848C
Application number: DED73549D
Authority: DE
Original assignee: Ohio Crankshaft Co
Current assignee: Ohio Crankshaft Co
Priority date: 1936-09-25
Filing date: 1936-09-25
Publication date: 1952-07-17

Description

Vorrichtung zum Oberflächenhärten von metallenen Werkstücken. durch induktives Erhitzen und anschließendes Abschrecken Es ist eine-Oberflächenhärtevorrichtung bekannt, bestehend aus einem Induktionsheizgerät, das an eineHochfrequenzwechselstromquelle über einem Transformator geschaltet ist (Folkus:induktor) .und Kanäle und Spritzöffnungen zum Zuführen des Abschrechinittels zum Werkstück besitzt. Die Erfindung bezweckt die Anpassung dieser Oberflächenhärtevorrichtung an Werkstücke, insbesondere @@'elleii, bei denen verschiedene Stellen verschieden gehärtet werden sollen, d. 1i. bei denen die gehärtete Schicht verschiedene Härtetiefen oder verschiedene. Härtegrade oder beides aufweisen soll.
Die Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung aus den verschieden zu härtenden `Stellen des Werkstückes entsprechenden einzelnen benachbarten Induktoren besteht, die einzeln öder gruppenweise einerseits durch Sekundärspulen von Transformatoren gespeist werden, deren Primärspulen an eine gemeinsame Hochfrequenzstromquelle angeschlossen sind, anderseits an eine gemeinsame Abschreckmittelquelle angeschlossen sind und deren Heiz- und Abschreckwirkung, d. h. deren Beginn und Dauer der Stromzuführung und Stromstärke sowie deren Zufluß des Abschreckmittels je nach den erwünschten und Härtegraden einzeln und unabhängig einstellbar sind.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß auch zum Oberflächenhärten solcher Werkstücke nur eine einzige Hochfrequenzstromquelle und eine einzige Abschreckmittelquelle nötig sind, wobei trotzdem jede Stelle des Werkstückes so behandelt werden kann, wie das durch die an die betreffende Stelle im Betrieb zu stellenden Anforderungen bedingt ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die gleiche Vorrichtung schnell und leicht für ein andersgeartetes Werkstück eingerichtet werden kann. Die Erfindung gestattet es, jedes IATerkstiick genau entsprechend den an das Werkstück zu stellender. Anforderungen zu bearbeiten, so daß überflüssiges Oberflächenhärten fortfallen kann, während das Härten an besonders stark beanspruchten 'Stellen entsprechend gesteigert werden kann. Dabei kann die Behandlung der einzelnen Werkstücksstellen beeinflußt werden durch die Länge der Heizwirkung, durch die Stromstärke, durch die Länge der Absch.reckmittelzufuhr, durch den zeitlichen Zwischenraum zwischen . dem Ende des Heizvorganges und dem Beginn des Abschreckens sowie durch eine beliebige Kombination dieser verschiedenen Möglichkeiten.
Die Zeichnung veranschaulicht in Seitenansicht schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das zu behandelnde Werkstück ist eine Welle i9, während die Vorrichtung zum Oberflächenhärten der Welle aus den gleichachsigen Fol-zusinduktoren 1d: biss 18 und i8° besteht. Die einzelnen Induktoren werden im richtigen Abstand von der Welle durch beliebige, nicht veranschaulichte iMittel gehalten. Ein Hochfrequenzgenerator 2o speist über dieLeitungsschienen 2 i und 22 die parallel geschalteten Primärspulen 23 mehrerer Transformatoren, deren Sekundärspulen 24 die einzelnen Induktoren speisen, wobei der hochgespannte Hochfreduen7strom in einen Niederspannungsstroin hoher Stromstärke umgewandelt wird. Den Primärspulen sind Kondensatoren 25 parallel geschaltet. Schalter =V in den verschiedenen Prinlärstrornkreisen dienen zum Steuern der Speisung- vier einzelnen Induktoren. Die Generatorrilleistuih wird durch einen Feldwiderstand 2; geregelt. Für Jeden hldtlktor ist ein gesonderter 'fransfortnatar vorgesehen. Es können aller, wenn eine gleichmäßige Verteilung des Stromes auf verschiedene filclul:-toren (:eine Schwierigkeiten bietet. zwei oder mehrere Induktoren an eine genfeinsame Sekundärspule angeschlossen sein, wie das im Beispiel für die Induktoren 15 und 16 gezeigt ist.
Jeder Induktor besitzt Spritzlöcher 28 für das Abschreckmittel, die von einer Abschreckmittelkammer 29 ausgehen, wie bei dem Induktö.r 14 im Schnitt veranschaulicht. Die Abschreckmittelkammern sämtlicher Induktoren sind durch Leitungen 30 ttnd Ventile 32 an eine gemeinsame Speiseleitung 31 angeschlossen, so daß die Zweigleitung jedes einzelnen Induktors beliebig gesteuert werden kann.
Es können somit die Heizdauer und die Abschreckdauer jedes Induktors einzeln beliebig geregelt und damit die Härtungsart jedes einzelnen Teiles der Welle in bezug auf die Härtetiefe oder den Härtegrad oder beides bestimmt werden.
In dem veranschaulichten Beispiel soll das untere Ende der Welle mit den Nuten 33 eine größere Härtetiefe erhalten als der übrige Teil der Welle, was dadurch 1>ewerl:stelligt werden kann, daß der Induktor 14 dieses Wellenteiles früher mit Strom gespeist wird als' die übrigen Induktoren, indem sein Schalter 26 früher den Primärkreis schlielit und erst später auch in den anderen Induktoren gemeinsam oder in I>eliel)ig gewi:insclit.#r Reihenfolge die Heizung für die anderen Wellenteile eingesetzt wird.
Ist die gesamte Oberfläche der Welle auf die erforderliche Härtetemperatur gebracht, so wird die Stromzufuhr zu sämtlichen Induktoren unterbrochen und das Abschreckmittel anschließend zugeführt. Soll der Härtegrad in den verschiedenenWellenteilen verschieden sein, so kann durch die Ventile 32 der Zufluß des Abschreckmittels zu den einzelnen Induktoren beliebig gesteuert werden. Es kann auch die Zufuhr des Abschreckmittels zu einem bestimmten Wellenteil bzw. zu seinem zugehörigen Induktor unterbrochen werden. bevor der von diesem Induktor umschloss-enw Wellenteil schon vollkommen abgekühlt ist. Auf diese Weise kann ein Anlassen dieses Wellenteiles durch die aus den-tieferliegenden Oberflächenschicht-en der \\"elle ausgeheltde \\'ärrne erfolgen.

Claims

PATEVTA\SPRLCII: \Torrichtung zum Oberflächenhärten von metallenen \\Terl:gtücl;eil. illsl>e@otldere Wellen, 1)ei denen verschieden-, Stellen verschieden gehärtet Urerden sollet(. durch indttlaives Erhitzen und ansdllicßendes Abschrecken mit den zu hhaildelnden \\'erl:stiicl:teileit gestaltlich ;llltr@-1);tl.iteil, atls I-Tollllcörl)erii bestellendcil l,'olcttsittcltll<torell, deren 1-Iolllrätinle ztlill Zuführen flcs .\1)schreckmittc#ls dienen, das durch Spritzöffnungen in der Inch tktorwandung hegen dass Werkstück gespritzt wird, dadurch gekennzeichnet. däß sie aus den verschieden zu härtenden Stellen des NVerkstückes entsprechenden einzelnen benachbarten Induktoren. besteht. die einzeln oder gruppenweise einerseits durch Sekundärspulen . von Transfornnatoren gespeist «-erden. deren Prirnärshulen an eine gemeinsame Hochfrequenzstromquelle angeschlossen sind, anderseits an eine gemeinsame Ahschreckmittelquelle angeschlossen sind. und deren Heiz- und Abschreckwirkung , d.1. deren Beginn und Dauer der Stromzufiihrunh und Stromstärke sowie deren Zufluß lies Absehreckmittels je nach den,erwünschten Härtetiefen und Härtegraden einzeln und unabhängih' voneinander einstellbar' sind. Zur Abgrenzung des hrtinchtn1:sge-itstands vorn Stand der Technik sind 1n1 Irtei@un;@:-verfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden Deutsche Patentschritten N r. 3(i() 331. 61c) 69c), -[22 578, ,4c)6 c)o8; französische Patentschriften N r. 77280@, 778 -1-13a 779 43-1: USA.-Patentschrift N r. 1 c)46 8,-. O britische Patentschrift "Nr. 4, 33,5 34.3.