DE8618371U1

DE8618371U1 - Vorrichtung zum induktiven Härten von zylindrischen Lagerstellen mit zu den angrenzenden Wellenteilen hinterdrehten Übergangsradien

Info

Publication number: DE8618371U1
Application number: DE8618371U
Authority: DE
Original assignee: THYSSEN INDUSTRIE AG SCHMIEDETECHNIK/BERGBAUTECHNIK 5630 REMSCHEID DE
Current assignee: THYSSEN INDUSTRIE AG SCHMIEDETECHNIK/BERGBAUTECHNIK 5630 REMSCHEID DE
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1988-03-24

Description

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Patentanwalt Dlpl.-lng. R^ Beyer, Am Dickeisbach 8, D-4030 Ratingen 6

&Lgr;. Vorrichtung zum Induktiven Hirten von zylindrischen Lagerstein mit zu den angrenzenden Wellenteilen hinterdrehten Übergangsradtori"*?

Beschreibung Gattung

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum induktiven Harten von zylindrischen Lagersteilen mit zu den an grenzenden Wellenteilen hinterdrehten Übergangsradien, mit einem die Lagerstellen teilweise umfassenden Induktor, der mit wenigstens einer elektrischen Heizschleife versehen ist.

Stand der Technik

Aus der DE-AS 14 83 016 ist eine Vorrichtung zum induktiven Härten von zylindrischen Lagerstellen mit zu den angrenzenden Wellenteilen hinterdrehten Übergangsradien

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mit einem die Lagerstellen teilweise umfassenden Heizköpf vorbekannt, wobei die Heizleiter des Heizkopfes (Induktor) eine Parallelogrammform mit unterschiedlichem Abstand der beiden parallelen Seiten besitzen und über die Bcninäle Seite eingefahren werden Und durch Verdrehen iüiu der Breitenseite zur Anlage in den hinterdrehten Übergangsradien zur Anlage kommen sollen. Der in seine Arbeitsstellung gedrehte, parallelogrammförmige induktor soll federnd gegen isolierte Anlagestücke gedrückt werden. Die Aufhängung des Induktors ist drehbar und soll damit in automatisch arbeitenden Härtemaschinen verwendbar sein. Die in die Übergangsradien einzuführenden Heizleiter sollen aus viertelkreisförmigen Kupferrohren bestehen, die teilweise mit Dynamoblechen bestückt sind. Dabei wird in der genannten Vorveröffentlichung vorgeschlagen, die den zylindrischen Teil der Lagerstelle aufheizenden Heizleiter aus rechteckigen Kupferrohren herzustellen, die ebenfalls teilweise mit Dynamoblechen versehen sind.

Nachteilig bei der aus der DE-AS 14 83 016 zu entnehmenden Konstruktion ist zunächst, daß die damit auszurüstenden Härtemaschinen mit einer Zusatzeinrichtung zum Drehen des Induktors versehen werden müssen.

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Des weiteren justieren Abstandshalter den Induktor erst nach dem Drehen zum Durchmesser und zur Seite· Durch die diagonale Einführung des Induktors müssen die Heiz-Bchleife und die Abstandshalter einen größeren Durchmesser aufweisen! Damit können die Anlagepunkte nicht auf den Durchmesser bezogen sein. Eine Zwangsführung des Induktors zur Lägerstelle ist nicht möglich. Dadurch kann kein gleichmäßiger Spalt eingehalten werden.

Durch die sogenannte parallelogrammartige Ausführung der Heizschleife (Induktor) ist der Wirkungsgrad der Induktorschleife relativ gering.

Aufgabe

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Schutzanspruches 1 so auszugestalten, daß die genannten Nachteile des Standes der Technik restlos beseitigt sind und die auch bisher vorhandenen Härtemäschinen für insbesondere Kurbelwellen beliebiger Ausgestaltung, vornehmlich aber mit hinterdrehten Übergangsradien/ mit relativ hohem Wirkungsgrad an den erforderlichen Stellen gehärtet werden können.

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Lösung

Ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 wird diese Aufgabe durch die im Scbutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung wird ein vorzugsweise aus einer festen und einer beweglichen Hälfte bestehender Induktor verwendet. Durch diese Anordnung wird der Induktor beim Einfahren durch z. B. vier Abstandshalter - auf den Durchmesser bezogen - fest justiert. Durch seitliches Verfahren um die Nuttiefe kommen z. B. drei seitlich angebrachte Abstandshalter zum Anschlag. Nach Schwenken der beweglichen Hälfte werden z. B. zwei Abstandshalter zum Durchmesser und z. B. zwei weitere Abstandshalter für die Seitenführung zum Anschlag gebracht. Durch ein Justierbolzen, werden feste und bewegliche Induktorhälften fest verbunden, so daß nunmehr ein kompletter Induktor herkömmlicher Art mit z. B. sechs Abstandshaltern zum Durchmessen uni vorzugsweise fünf Abstandshaltern (drei Stück rechts; zwei Stück links) vor-

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handen sind, die eine Zwangsführung durch die Lagerstelle gewährleisten. Hierdurch ist eine Genauführung während des Aufhei&zgr;Vorganges vorhanden (Schlag, Taumelbewegung).

Durch die Aufteilung der Induktorschleife in mindestens eine feste und wenigstens eine bewegliche Hälfte kann die Schleifenausführung in der bekannten Form mit hohem Wirkungsgrad ausgeführt werden.

Ein besonderer Vorteil besteht indessen auch darin, daß durch die neuerungsgemäße Vorrichtung die Induktorteile in tief ausgerundeten Übergangsradien gewissermaßen formschlüssig eingefahren werden können und der Übergangsspalt sehr genau einzuhalten ist, so daß auch die hinterschnittenen Übergangsradien mit hohem Wirkungsgrad zuverlässig gehärtet werden können. Die Form der überdrehten Übergangsradien spielt somit an sich keine Rolle mehr für den Härteprozeß, da sich mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung alle möglichen hinterdrehten Übergangsradien zuverlässig und sehr genau härten lassen.

Was die Schleifenausführung des Induktors anbelangt, so kann diese durch Profilrohre - rechtwinkelig oder in abgerundeter Form -/ mit oder ohne Magnetblechbestückung/

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ausgeführt werden, je nachdem welche Anforderungen an die Härtezonenausbildung gestellt werden.

Durch die Ausgestaltung mit zwei relativ zueinander beweglichen Hälften ergibt sich eine relativ einfache Konstruktion. Die beiden Hälften können über ein Scharnier bzw. eine Schwenkachse die Relativbewegung zueinander ausführen. Durch die Trennung der Verbindung der beiden Schleifenhälften (Kontaktstellen) und Kontaktierung nach der Schwenkbewegung ist auch die Möglichkeit gegeben, Induktoren herkömmlicher Art bei gleichem Durchmesser für unterschiedliche Breiten einzusetzen. Die Kontakteteile wird in den üblichen Kühlwasserkreislauf einbezogen, um eine zu starke Erwärmung zu vermeiden.

Die Schutzansprüche 3 und 4 beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Heuerung.

In der Zeichnung ist die Neuerung - teils schematisch an einem Ausführungebeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Vorrichtung gemäß der Neuerung, teils im Schnitt dargestellt;

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- 7 Fig. 2 eine Abwicklung der sogenannten Induktorschleife;

Fig. 3 eine ausschnittsweise vergrößert dargestellte Kurbelwelle mit einer schematisch im Schnitt angedeuteten Vorrichtung gemäß der Neuerung, bei drei verschiedenen Vorrichtungsstufen;

Fig. 4 eine Stirnansicht zu Fig. 1, teils im Längsschnitt dargsteilt, bei ineinandergeschwenkten Induktorschleifen entsprechend der linken Darstellung (in der Zeichnungsebene gesehen - Einfahrstellung der Vorrichtung) der Fig. 3, teils Längsschnitt, und

Fig 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 4, wobei die Induktorschleifenteile (Induktorhälften) auswärts geschwenkt bzw. bewegt dargestellt sind, entsprechend der rechten Darstellung (in der Seichnungsebene gesehen Härtestellung der Vorrichtung) der Fig. 3.

Die Vorrichtung gemäß der Neuerung besteht im wesentlichen aus den beiden Induktorhälften 1 und 2, wobei die Induktorhälfte 2 um eine Schwenkachse 3 in beiden Richtungen X bzw. Y um ein begrenztes Maß schwenkbeweglich angeordnet ist.

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Mit dem Bezugszeichen 5 bzw. 6. sind elektrisch beheizbare Heizleiter (Schleifenhälften) bezeichnet, denen in Üblicher Weise geeignete, im einzelnen nicht dargestellte

sind auswärts abgerundet ausgebildet, derart, daß sie dem Verlauf von Hinterschneidungen 7 bzw. 8 einer in Fig. 3 i lediglich schematisch angedeuteten Kurbelwelle 9 mit

Wangen 10, 11, 12, 13, 14, 15 und zylindrischen Wellen- ,

i teilen 16, 17 bzw. 18 formmäßig entsprechen, derart, daß diese Heizleiter 5 und 6 mit einem Teil ihrer Umgrenzung gewissermaßen formschlüssig (Fig. 3 - rechte Darstellung) in die Hinterschneidungen vorzugsweise spaltfrei einzugreifen vermögen.

Jeder der beiden Induktorhälften 1 und 2 ist je ein elektrischleitender Kontakt 19 bzw. 20 zugeordnet. Über die elektrischen Kontakte 19 und 20 sind die Heizleiter 5 bzw. 6 der Induktorhälften 1,2 elektrischleitend miteinander zu verbinden, wobei diese elektrischen Kontakte 19 bzw. 20 paarweise angeordnet sein können (Fig. 2). Der Kontakt 19 ist über ein Zwischenteil 21 mit der Induktorhälfte 2 einstückig, aber lösbar, verbunden. Gegen dieses Zwischenteil 21 wirkt ein Stößel 22 ein, der - ggf. mit-

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teibäi? - mit einer Kolbenstange 23 eines in einem j Zylinder 24 längsverschieblich und dichtend geführten

; Kolbens 25 verbunden ist« Mit dem Bezugszeichen 26 ist ein Anschlag bezeichnet, der z. B. als Spannring (Seeger ring) äÜDyöJjiluöu Bein kann· Zu den Zylinder 24 kann über einen Anschlußnippel 27 durch eine nicht dargestellte Anschlußleitung, die zu einer ebenfalls nicht veranschaulichten Druckmittelquelle führt, Druckmitteldrück, insbesondere Luftdruck herangeführt werden, wodurch der Kolben 25 in Richtung D im Sinne einer Schließung der beiden Kontakte 19 und 20 verschoben werden kann. Diese werden dann elektrischleitend gegeneinander gepreßt.

j Mit dem Bezugszeichen 28 ist ein Gehäusedeckel für den

Zylinder 24 bezeichnet.

Der schwenkbeweglichen Induktorhälfte 2 ist ein Index bolzen 29 zugeordnet, der in Richtung A bzw. B mit der schwenkbeweglichen Induktorhälfte 2 in einer Lagerausnehmung 4 verschoben werden kann und nach Verschieben in Richtung A (Fig. 4) in die aus Fig. 1 ersichtliche Lage einrastbar und über einen Anschlußnippel 30 durch Druckmitteldruck, insbesondere durch Luftdruck, in seiner Arretierungslage erhalten werden kann. In dieser Position

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sind darin die beiden Induktorhälften 1 und 2 gegeneinander verriegelt.

Das Bezugszeichen 31 bezeichnet einen Induktorfuß.

Die Wirkungsweise der neuerungsgem&ßen Vorrichtung ist folgende:

Bei entlüftetem Zylinder 24 und geöffneten indexbolzen 29 ist die bewegliche Schleifen- bzw. Induktorhälfte 2 gemäß Fig. 3, linke Darstellung, und Fig. 4, nach innen geschlagen. Dadurch ist das gesamte Breitenmaß das Härteinduktors um das Maß der Schwenkbewegung vermindert.

Der Induktor wird nun zwischen die Wangen 10 und 11 in Richtung E (Fig. 3) aufgesetzt und in Richtung F (Fig. 3) anschließend verschoben, bis die Schleife der festen Induktorhälfte 1 an dem hinterdrehten Übergangsradius 7 anliegt.

Alsdann wird der Zylinder 24 mit Luftdruck beaufschlagt, was eine Verschiebung des Kolbens 25 in Richtung D zur Folge hat, der bei seiner Entlastung in Richtung C bewegt worden ist. Der Stößel 22 trifft dann auf das Zwischen-

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teil 21 auf und; schwenkt um die Schwenkachse 3 die bewegliche Induktorhälfte 2 nach außen, bis die Kontakte 19 und 2Ö eng aneinander anliegen, also elektrischleitend miteinander verbünden sind.

Danach wird der Indexbolzen 29 in die Verriegelungsöffnung bewegt und durch Luftdruck beaufschlagt. Dadurch werden die beiden Induktorhälften 1 und 2 gegeneinander verriegelt. Nun liegt auch der Heizleiter 6 wie der Heizleiter 5 eng an dem Übergangsradius 8 (Fig. 3) an.

Nach erfolgtem Äufheizvorgang wird in umgekehrter Reihenfolge der Induktor wieder in Ausgangsposition gebracht und die Abschreckbrause kann positioniert werden.

Durch einen Stufenschalter mit zwei Ebenen ist die Reihenfolge der Betätigung der verschiedenen Elemente sichergestellt.

Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Breite des Induktors in der linken Darstellung der Fig. 3 74 mm. Der Wangenabstand 75 mm. Das Maß der seitlichen Verschiebung in Richtung F gemäß der linken Darstellung in Richtung F gemäß der linken Darstellung in Fig. 3 beträgt 5,5 mm.

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Die Gesamtbreite des Induktors in der rechten Darstellung der Fig. 3 - Härteposition - beträgt 85 mm.

Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung wesentlich sein.

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Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer, Am Dickeisbach 8, D-4030 Ratingen 6 Bezugszeichenliste

1	Induktorhälfte
2	Induktorhälfte
3	Schwenkachse
4	Lagerausnehmung
5	Heizleiter, Schleifenhälften
6	Heizleiter, Schleifenhälften
7	Hinterschneidung
8	Hinterschneidung
9	Kurbelwelle
10	Wange
11	Wange
12	Wange
12	Wange
14	Wange
15	Wange
16	zylindrisches Wellenteil
17	zylindrisches Wellenteil

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18 zylindrisches Wellenteil

19 Kontakt

20 Kontakt

21 Zwischenteil

22 Stößel

23 Kolbenstange

24 Zylinder

25 Kolben

26 Anschlag

27 Anschlußnippel

28 Gehfcusedeckel

29 Indexbolzen

30 Anschlußnippel

31 Induktorfuß

A Bewegungsrichtung B Bewegungsrichtung C Bewegungsrichtung D Bewegungsrichtung &Xgr; Bewegungsrichtung F Bewegungsrichtung X Schwenkrichtung 7 Schwenkrichtung

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Claims

Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer, Am Dlckelsbach 3, D-4030 Ratingen 6 Thyssen Industrie AG Schmisdetechnik/Bergbautechnik Papenberger Straße 37 D-5630 Remscheld 1 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum induktiven Härten von zylindrischen Lagerstellen mit zu den angrenzenden Wellenteilen hinterdrehten Übergangsradien, mit einem die Lagerstellen teilweise umfassenden Induktor, der mit wenigestens einer elektrischen Heizschleife versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, relativ zueinander bewegliche Teile (1,2) zur Verkleinerung der Gesamtbreite des Induktors gegeneinander bzw. ineinander bewegbar sind, derart, daß in der einen Stellung der beweglichen Teile (1,2) der Induktor zwischen Wangen (10,11) einer Kurbelwelle (9) paßt und in der anderen Stellung der beweglichen Teile (1,2) mit seinen Heizleitern (5 bzw· 6) Hinterschneldungen (7) bzw. Unterschneidungen (8) form-

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Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer, Am Dickeisbach 8, D-4030 Ratingen

schlüssig hintergreift und in dieser Stellung der beweglichen Teile (1,2) diese zur Stabilisierung der Heizposition gegeneinander arretierbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit: einem wenigstens eine Heizschleife aufweisenden Induktors und gekühlten Heizleitern zum Heizen hinterdrehter Formabschnitte einer Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor zwei schwenkbeweglich gegeneinander verlagerbare Heizschleifen (5,6) aufweist, die über Kontakte (19,20) elektrischleitend miteinander zu verbinden sind und daß die Induktorhälften (1,2) über eine Schwenkachse (3) hzw- ein entsprechendes Scharnier miteinander gekuppelt und durch einen Arretierbolzen (29) in ihrer Heizposition gegeneinander verriegelbar ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (19,20) durch einen durch Druckmitteldruck zu beaufschlagenden Kolben (25) in ihre elektrischleitende Position gegeneinander beweglich sind.

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