Anordnung zum elektroinduktiven Erhitzen von Werkstücken mit einem
Induktor Beim elektroinduktiven Erhitzen ist es bekanntlich unerläßlich, die Heizeinwirkung
im Hinblick auf die gewollte Endwirkung im Werkstück zu beeinflussen. Dies gilt
für sämtliche Anwendungsmöglichkeiten des elektro-induktiven Erhitzens@, so beispielsweise
für das Erhitzen zum Zwecke des Oberflächenhärtens von metallischen Werkstücken,
insbesondere aus Stahl, unter nachfolgendem Abschrecken oder auch für Verfahren,
bei denen eine Werkstoffart auf die andere aufgetragen wird, wie dies bei der Herstellung
beispielsweise von Gleitlagern erforderlich ist. Ferner muß die Aufheizwirkung gesteuert
werden bei Erwärmungen, die dem Entspannen, dem teilweisen Anlassen von Werkstücken,
dem Spannungsfreiglühen u. dgl. dienen, sowie in vielen anderen Fällen. Zu diesem
Zweck sind bereits in Verbindung mit dem elektroinduktiven Erhitzen Maßnahmen vorgeschlagen
worden, die darin bestehen, die Heizwirkung längs der Strombahnen der sich im Werkstück
in Querschnitts- oder in Oberflächenebenen schließenden Ströme zu beeinflussen.
Nach diesen Vorschlägen geschieht dies in der Weise, daß entweder die Kopplung zwischen
einzelnen Heizleiterabschnitten und dem Werkstück verändert wird, oder durch Anpassurig
der Abmessungen einzelner Heizleiterquersch@nitte an die gewollte Aufheizwirkung.
Zweck
der Erfindung ist ... dieeizt@-ir_ kung im Werkstück im lleräch -einzelner UMS tückoberflä
chenabschnitte durch Beein'luss-en zier A-erteilung tuid Dicke der In
EIU-zI@rtL-tl
`tr@-@Iii-. zu steuern. 1iI°rhei still nicht nur die Heizwirkung längs der Stroplllalinzn
h ecinflußt =Wen konnell, sondern auch die 1-1eizwii-I>tliig in eillzelllen
W;rkstückaSchnitten hei gleic1Ableidend2r Heiz-Arkung längs der Strombahnen Letzteres
ist beisl,i@Isci-eise dann :rforcferlch. nenn beine fo-r tschreitn li:n Erhitzen
lang-, gestreckter @@-erhstüehe ein überlnät.@iges Auf-Ileizen <l2r Enden vermie<1Ln
ii-er<len seil, wie d12 Infagc ein 2s zu madi°n iVärtlieaam# in doll Kanten eintreten
kontlte.Arrangement for electroinductive heating of workpieces with an inductor In electroinductive heating it is known to be essential to influence the heating effect with regard to the desired end effect in the workpiece. This applies to all possible uses of electro-inductive heating @, for example for heating for the purpose of surface hardening of metallic workpieces, in particular made of steel, with subsequent quenching or for processes in which one type of material is applied to the other, as is the case with the production of slide bearings, for example, is required. Furthermore, the heating effect must be controlled in the case of heating that is used for relaxation, partial tempering of workpieces, stress-relieving annealing and the like, as well as in many other cases. For this purpose, measures have already been proposed in connection with electroinductive heating, which consist in influencing the heating effect along the current paths of the currents closing in cross-sectional or surface planes in the workpiece. According to these proposals, this is done in such a way that either the coupling between individual heating conductor sections and the workpiece is changed, or by adapting the dimensions of individual heating conductor cross-sections to the desired heating effect. The purpose of the invention is ... the heating effect in the workpiece in the individual UMS workpiece surface sections by influencing the thickness of the in EIU-zI @ rtL-tl `tr @ - @ Iii-. to control. In addition, the heating effect along the flow path is not only influenced by the flow path, but also the partial work-piece sections in single-cell work-piece sections are also known as the heating effect along the flow paths : rforcferlch. nenn legs fo-r tschreitn li: n heating long, stretched @@ - increase an overly stretched. contlte in great edges.
llemäll der I?r#indung wird vorgeschlagen. im Bereich der OberHächenteile
des Werkstückes, deren T emperaturhÖhe laicht auf ein Solches Alaß ail=teIgen soll
wie die anderer Ohertlächenabschnitte. zwischen den zugeordn°ten InduktortSlen unter
der t'Arkstü ckoberflächc hmnrnerii atzs Isolier«-erl:-Sto1t aIiztiordileil. die
mit einer oder mit inehrer`n gegeneinander isolierten metallischen Einlagen -ersehen
sind. Die Anzahl. Abmessungen und @;@'erhsto;eigellschaft@n der inetallischeti Einlagen
werden in Anpassung all die gewünschte E'erteilung der Stromdichte im benachbarten
U"erkstückabschnitt ausgewählt. Ein mit solchen zusätzlichen Kammern ausgerüsteter
Indukenr kann entc%-edzr in djr Form einer Leiterschleife verwendet werden. die
sich über der WerkstückoberHäche schlielilt, oder aber auch in der Form eines Leiters,
der das Werkstück umfaßt. Für die durch die Kammern zli erzi°Lnde NUrkung ist e:
gleichgültig. ob der Induktor als ein- oder mehrm-indige Spule aus-,-l- gt ist.llemall the idea is suggested. in the area of the surface parts
of the workpiece, the temperature of which is supposed to spawn on such a base
like that of other ear surface sections. between the assigned inductor locations below
der T'Arkstü ckoberflächenc hmnrnerii atzs Isolier «-erl: -Sto1t aIiztiordileil. the
with one or several metallic inserts isolated from one another
are. The number. Dimensions and @; @ 'erhsto; Eigellschaft @ n of inetallischeti inlays
in adaptation all the desired distribution of the current density in the neighboring
U "section selected. One equipped with such additional chambers
Inductors can also be used in the form of a conductor loop. the
closes over the workpiece surface, or in the form of a conductor,
which includes the workpiece. For the area created by the chambers, e is:
indifferent. whether the inductor is made as a single or multiple coil from -, - l- lgt.
Die @@-irhung der in den Kammern corgcsehcnen metallischen Einlagen
ist derart. dali das gegenseitige AnzChen ellegeg:I1-geset"Lt gerichteter `trönle'
lm Induktor e'nl#erseits und im E:'erkstück aiid_rerseits herabg@satzt wird. Bei
Zunahme Gier metallischen GIasse der Einlagen. d.li. also bei Zunahme der Dicke
oder der Anzahl. wird die Schirmwirkung cergri5llert, da mit zuiieIiinend,r Anzahl
der magnetischen Masse eine-Kraftlinien sich bereits in den metallischen EAnlagezi
UMS. Durch die lAlahl der Werk-Stoffe fair die Einlagen I;dinien die auftretenden
Verluste an magnetischen Kraftlinien be-°influl:lt «-erden. Gute t'erkstott für
die Einlagen kommen Metalk oder Legierungen in Frage, wie beispielsweise Kupfer.
AItuninium. Messing. Eisen cd. dgl. Eine zusätzliche Pe-2inltisstztigder zu erziel2tirl°tiTernperaturliölie
und Verteilung Kann durch .igle ergänzende KühlwirkunZ erreicht u-,-rd,ii. ztt welchem
Zweck die hatiilnel-it aus ausgebildet w,#rden, dal@ si_ zur Führung @-(-)il flüssigen
oder gasfdrmig#2i Kühlmittein geeign-@t sind. Durch öffnungen «-ard der Kühlmitt:l5trüiIi
ganz oder r.:Il@t-e@#e a11Y dlu nacllliart, ihirkstückobertläch: geleitet: und es
ist auch indglich. durch @ee:gnete Anordnung der Schlitze -ein -#ustrz#teii auf
benaCIil;artz indulxtorteil° zu erzIlen. die auf diese Weise imr ühermälliger Frwärmung,
geschützt werden. Das durch @-li` Kammern str@nlende Kühlmittel kühlt d:e metallischen
Einlagen und wird selbst in einem gewissen Umfang er@@-ürmt. Durch geeignete Wahl
der 2inzdn2n die hü hlmitteltemperatur beeinfiujsenden Grilllien kann erreIt-_lit
werden, dalj das KühImitttl mit eiii#7r Insti-nnnten Temperatur auf die Werkstü
ckohehläche austritt und so in geeignet= Mse an der li,iiperaturverteilung im 't"erkstü
ch mitwirkt.The installation of the corgcsehcnen metallic inlays in the chambers
is like that. dali the mutual indications ellegeg: I1-geset "Lt directed` trönle '
In the inductor e'nl # on the one hand and in the E: 'elbow piece on the other hand, is reduced. at
Increase in greed metallic GIasse of the deposits. d.li. that is, as the thickness increases
or the number. the shielding effect is increased, since with it, r number
the magnetic mass one-lines of force are already in the metallic EAnlagezi
UMS. Due to the fact that the work materials are fair, the deposits I; dine the occurring
Losses in magnetic lines of force be ° influl: lt «-erden. Good t'erkstott for
the deposits are metal or alloys, such as copper.
AItuninium. Brass. Iron cd. The like. An additional pressure factor to achieve the temperature of the temperature
and distribution Can be achieved by .igle additional cooling effect u -, - rd, ii. ztt which
Purpose the hatiilnel-it is trained from w, # rden, dal @ si_ for guiding @ - (-) il liquid
or gaseous # 2i coolants are suitable. The coolant passes through the openings
whole or r.:Il@t-e@#e a11Y dlu nacllliart, ihirkstückobertläch: directed: and it
is also indigenous. by @ee: gnete arrangement of the slots -ein - # ustrz # teii on
benaCIil; to tell artz indulxtorteil °. which, in this way, are overheated,
to be protected. The coolant flowing through @ -li` chambers cools the metallic
Deposits and is self-defeating to a certain extent. By appropriate choice
the 2inzdn2n grill lines, which influence the food temperature, can reach-_lit
so that the coolant is at an insti-nnnt temperature on the work piece
Coal surface emerges and so in suitable = Mse at the left, temperature distribution in the 't "piece
ch contributes.
Im nachfolgenden wird in Hand einiger -lusiührungsl<<1slIIele
dr L'rfltI<1LIlig@trre@lalike li@ili;r Lrläutert: Nach Altl3. i soll eile langgesunkws
M-erkstü ck i all sciiler Oberfläche t@-ä rmef;ehapdz-lt werden. Liese Wärmehehandlung
kann zum kcücke einer Ohorflächenhärtung oder ::17I1 @:4-e@fse ein.-.-; Anla3Sens.
Entspannens ad. dgI.et'folgen. Zum Erwärmen ist ein Indtlktril-3 vorgesehen. der.
mit all sich 1"elaumt. das Werkstück i umschließr. Dur InduktOr 3 ist mit Strumzuführungen
p versehen. Zwischen den nicht oder in nicht nein nenswertein Maße zu erwärmenden
Flächen ;. (y und ; des WORUM [lud deal clieseil Flächen zugeordneten Induf>t@@rteilen
ist dk@ erfinduiigsg°inähe L#c@ierst@affkamiller #Z @-@rgesekn. Sie Wsteht aus den
legilersvittteilen ei und den =Wachen Einlagen io. Der Kammer G wird durch die _lnschlul3-stutzri
i i ein Kühlmittel zu g-t."iilirt. Dieses Kühlmittel durchströmt <1i2 Kammer
und die in den inetaflischen Einlagen vorgesehenen Uicher und Sehlitze 1a. Aus -!en
I_Mlern 13 tritt (las iiülilmitrel aus (L--v- Kampier aus und v: ird gegen die Flächen
3. !-# und ; des Werkstückes gespritzt. Uni ehie zusä tzlichc Kühlung der Leiterteile
des Induktors zli ersind in dein Isolierwerkstoff 9 der Kammer Schlitze i.. vorgesEhen.
aus denen <las Kühlmittel in Richtung alit die benachbarten Induktorteile austritt.In the following, some guiding principles will be discussed
dr L'rfltI <1LIlig @ trre @ lalike li @ ili; r Lrlaert: According to Altl3. I should rush to long-term
M-part in all sciiler surface t @ -ä rmef; ehapdz-lt. Liese heat treatment
can be used to harden the surface of the ear or :: 17I1 @: 4-e @ fse a.-.-; Anla3Sens.
Relaxing ad. dgI.et 'follow. An Indtlktril-3 is provided for heating. the.
with all 1 "elaumt. the workpiece i enclosing. Dur InduktOr 3 is with power supply
p provided. Between those that do not need to be warmed up or not to a significant extent
Surfaces;. (y and; of the WHAT [lud deal clieseil areas assigned to induf> t @@ rteile
is dk @ erfinduiigsg ° near L # c @ ierst @ affkamiller #Z @ - @ rgesekn. She stands out from the
legilersvittteile ei and den = guards deposits io. The chamber G is through the _lnschlul3-stutzri
i i a coolant to g-t. "iiliert. This coolant flows through <1i2 chamber
and the Uicher and Sehlitze 1a provided in the inlayers. Off -! En
I_Mlern 13 emerges (read iiülilmitrel from (L - v - Kampier from and v: ird against the surfaces
3.! - # and; of the workpiece. Uni ehie also cools the ladder sections
of the inductor zli are provided in the insulating material 9 of the chamber slots i ...
from which the coolant exits in the direction of the neighboring inductor parts.
in Abb. 2 ist ein Induktor. (ler als eine :ich über der Werkstückoberfläche
schließende Leiterschleife ausgebil<jet ist, dargestellt. Das zu behandelnde
Werkstück i «-ard in Pfeilriclituklg unter dem Induktor 1= hindurch bewegt. Unter
denn beispiels«-eise zum Vorwärmen dienenden Teil iti des Induktors ist die Kammer
1; torgesehen, die mittels der metallischen Einlagen iS die Heiz-
Wirkung
im Bereich dieses Induktorteiles vermindert.in Fig. 2 is an inductor. (ler than one: me above the workpiece surface
closing conductor loop is shown. That to be treated
Workpiece i «-ard in Pfeilriclituklg under the inductor 1 = moved through. Under
for, for example, the part of the inductor used for preheating is the chamber
1; seen through the metallic inserts iS the heating
effect
reduced in the area of this inductor part.
Die Ausführungsbeispiele nach Abb. i und 2 befassen sich mit Fällen,
in denen zwischen Werkstück und Induktor eine Relativbewegung stattfindet zu dem
Zweck, ein fortschreitendes Erhitzen des Werkstückes zu gewährleisten. Induktor
mit Isolierwerkstoffkammern und metallischen Einlagen gemäß der Erfindung können
aber auch mit Vorteil dort angewendet werden, wo eine Relativbewegung zwischen Werkstück
und Induktor nicht stattfindet. Die beiden Ausführungsbeispiele nach Abb. i und
2 befassen sich ferner mit Fällen, in denen es sich darum handelt, die Heizwirkung
längs der sich im Werkstück schließenden Strombahnen zu beeinflussen. Vorrichtungen
gemäß der Erfindung sind aber auch dort anwendbar, wo. es sich darum handelt, bei
einer gleichmäßigen Behandlung der gesamten Werkstückoberfläche an den Werkstückenden
eine andersgeartete Beeinflussung hervorzurufen, beispielsweise um ein Überhitzen
der Endkanten, hervorgerufen durch übermäßigen Wärmestau, zu verhindern.The exemplary embodiments according to Figs. I and 2 deal with cases
in which there is a relative movement between the workpiece and the inductor
Purpose to ensure a progressive heating of the workpiece. Inductor
with insulating material chambers and metallic inserts according to the invention can
but can also be used to advantage where there is a relative movement between the workpiece
and inductor does not take place. The two embodiments according to Fig. I and
2 also deal with cases involving the heating effect
to influence along the current paths closing in the workpiece. Devices
but according to the invention are also applicable where. it is about
an even treatment of the entire workpiece surface at the workpiece ends
cause a different kind of influence, for example to overheat
the end edges caused by excessive heat build-up.
Ein derartiges Anwendungsbeispiel ist in Abb'. 3 dargestellt. Das
zu behandelnde Werkstück i ist ein walzenartiger Körper. Durch Schraffur ist bei
i9 dargestellt, welchen Verlauf die durch Erhitzen mit nachfolgendem Abschrecken
erzielte gehärtete Oberflächenschicht nehmen soll. Würde zur Behandlung lediglich
ein Induktor verwendet werden, wie er bei 2o dargestellt ist, so würde ein Härtungsverlauf
das Ergebnis sein, wie dies bei 21 durch Schraffur gekennzeichnet ist. Der Wärmestau
an den Enden hätte zur Folge, daß die Endkanten 22 überhitzt würden. Um dies zu
vermeiden, wird gemäß der Erfindung die Iso,lierstoffkammer 23 vorg°sehen. Diese
Kammer 23 ist auf dem Werkstück befestigt, und bei fortschreitender Bewegung des
Werkstückes i in Pfeilrichtung gerät gegen Ende der Behandlung die Isolierstoffkamtn-er
23 in den Wirkbereich der Spule ::c1. Die in der Kammer vorgesehenen Metalleinlagen
2.# vermindern die Heizwirkung in dieser Zone, und das durch die Stutzen 25 eintretende
und durch die Schlitze 26 austretende Kühlmittel ruft durch Kühlung eine zusätzliche
Verminderung der Temperaturzunahme hervor. Durch geeignete Wahl der Abmessungen,
Anzahl, Werkstoffeigenschaften der metallischen Einlagen 24 sowie durch ein Einstellen
der Stärke des Kühlmitte@lflusses kann der Verlauf der Härteschicht am Werkstückende
beliebig beeinflußt werden. Durch die Länge, über die sich die Kammer erstreckt,
kann auch erreicht werden, daß die Härteschicht mit mehr oder minder großem Abstand
von den Endflächen zurückbleibt.Such an application example is shown in Fig '. 3 shown. That
workpiece i to be treated is a roller-like body. Hatching is at
i9 shows the progression caused by heating with subsequent quenching
achieved hardened surface layer should take. Would be used for treatment only
an inductor, as shown at 2o, would be a hardening process
be the result, as indicated at 21 by hatching. The heat build-up
at the ends would have the consequence that the end edges 22 would be overheated. To do this
avoid, the Iso, lierstoffkammer 23 will see vorg ° according to the invention. These
Chamber 23 is attached to the workpiece, and as the movement of the
Workpiece i in the direction of the arrow gets the Isolierstoffkamtn-er towards the end of the treatment
23 in the effective range of the coil :: c1. The metal inserts provided in the chamber
2. # reduce the heating effect in this zone, and that entering through the nozzle 25
and coolant exiting through the slots 26 provides additional cooling
Decrease in temperature increase. By suitable choice of dimensions,
Number, material properties of the metallic inserts 24 and by setting
the strength of the coolant flow can be determined by the course of the hardness layer at the end of the workpiece
can be influenced at will. By the length over which the chamber extends,
can also be achieved that the hardness layer with a more or less large distance
remains from the end faces.