DE901060C - Verfahren und Vorrichtung zum ein- oder mehrseitigen induktiven Oberflaechenhaerten von Werkstuecken, wie Blechen, Platten u. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum ein- oder mehrseitigen induktiven Oberflächenhärten von Werkstücken, wie Blechen, Platten u. dgl. Es ist bekannt, metallene Werkstücke an der Oberfläche dadurch zu härten, daß sie mittels eines hochfr,equenzgespeistenFokuslinduktors erhitzt und dann abgeschreckt werden. Dabei erfolgt das Erhitzen derart schnell, daß lediglich an der Oberfläche die Härtetemperatur erreicht wird, während die Eigenschaften des Werkstoffes im Innern des Werkstückes unverändert bleiben.
• Es kommen Fälle vor, in denen das Werkstück nicht an der gesamten Oberfläche, sondern nur an Teeiden der Oberfläche gehärtet werden soll, z. B, bei Werkzeugen, d'ie nur an@ bestimmten Flächen gehärtet werden sollen, Bilechen, die nur auf einer Seite zu härten sind, u. dgl.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oberflächenhärten solcher Werkstücke, die nur einseitig oder teilweise gehärtet werden, sollen, und besteht darin, daß zwei oder mehr solcher Werkstücke so als mehrteiliger zusammengehaltener Kärpear im Induktor angeordnet sind, daß ihre zu härtenden Flächen oder Tevle denn Induktor, zugewandt sind, während die .anderen Flächen oder Teile sichgegenseitig abschirmen, oder durch Zusatzteile abgeschirmt sind. Die Erfindung hat weiter den Vofte@il, daß in einem Arbeitsgang mehrere Werkstücke zugleich behandelt werden können, so daß Energie- und Wärmeverluste vermieden und. Abschirmungen nicht gebraucht «-erden. Die Härteeinrichtung wird wirtschaftlicher ausgenutzt und die Stückzahl der behandelten NVerkstücke pro Zeiteinheit erhöht. Gleichzeitig wird eine Gleichmäßigkeit der Behandlung der einzelnen Werkstücke gesichert, wobei hierzu keine besonderen Kontrolleinrichtungen erforderlich sind.
• Die Erfindung ist besonders geeignet zum einseitigen oder teilweisen Oberflächenhärten von Werkstücken, die in großer Anzahl vorkommen, d. h. für Massenfabrikation.
• Die Zeichnung veranschaulicht einige Aus£ührungsbeispiele der Erfindung.
• Abb. ia zeigt im Längsschnitt und ib im Querschnitt eine Einrichtung zum Behandeln längerer Werkstücke, beispielsweise Bleche, die nur einseitig gehärtet «-erden sollen; Abb.2 zeigt in Seitenansicht eine andere Einrichtung, ebenfalls zum, einseitigen Härten von Flächenteilen; Abb.3 zeigt .in Seitenansicht mit Teilschnitt eine weitere Ausführungsmöglichkeit einer solchen Einrichtung; Abb. q. zeigt in Seitenansicht eine Einrichtung zum einseitigen Härten vonhalbzylindrischen Werk-zeugen.
• Beider Einrichtung nach Abb. i a und i b besteht das Härtegerät aus einem als Fokusinduktor geschalteten Heiiztenl i und seinem dazugehörigen Spritzteil 2, .der Zu- und Ableitungsstutzen 3 für das Kühlmitte-1 und Spritzöffnungen q. besitzt. Es sollen hier die Bleche 5 und 6 einseitig gehärtet werden. Zu diesem Zweck werden die beiden Bleche mit den nicht zu härtenden Flächen zusammengelegt, von Klammern 7 an. .den Enden und dem dazugehörigen Schrauben 8 zusammengehalten und durch eine nicht im einzelnen dargestellte Hebevorrichtung 9 durch den Induktor hindurchgeführt. Dabei ist es gleichgültig, ob der Induktor ortsfest und: die Bleche bewegt werden oder umgekehrt. Zwischen dein Heizteil i und Spritzteil :2 des Induktors kann eine der Einfachheit halber nicht dargestellte Abschirmung vorgesehen sein, die verhütet, daß das Spritzwasser zu dem Heizteil gelangt.
• In der Abschirmung wird: lediglich ein Schlitz zum Durchlassen des. Werkstückes vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel schirmen die beiden Bleche sich gegenseitig an den nicht zu härtenden Flächen ab, so daß besondere Mittel zum Abschirmen nicht erforderlich sind. Die beiden. Stromzuführungen sind durch eine Isolierschicht io von-.einander getrennt. Je nach der in den Blechen 5 und 6 erforderlichen Ausbildung der Härtezonen 12, 1d. kann die Induktorinnenwandung verschieden ausgebildet sein, wie bei 13 und 15 veranschaulicht ist.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sollen durch den Induktor i gleichzeitig sechs Platten oder Bleche 5 einseitig gehärtet werden. Die Bleche werden durch einen Haltering 2o und die am dem Ring außen radial angebrachten Halteschienen 16 im Induktor so festgehalten, daß die zu härtenden Flächen dem Induktor zugekehrt sind, während die nicht zu härtenden Flächen nach innen gerichtet, also durch die Bleche selbst gegen die Heizwirkung ,des Induktors abgeschirmt sind. Eine Isolierschicht io trennt die beiden Zuleitungen des Induktors. Die Innenfläche des Induktors kann je nach der gewünschten Härtezone verschieden ausgebildet sein, wie dies bei r5, 17 und i9 veranschaulicht ist. Außerdem können je nach der Art des Abschlusses der Härtezone am Rande der Bleche 5 die entsprechenden Stellen 18 der Innenfläche des Induktors gegenüber .den Halteschienen 16 eine entsprechende Gestaltung erhalten.
• An Stelle der Platten, oder Bleche 5 können. auch anders gestaltete Werkstücke in geringerer oder größerer Anzahl in, ähnlicher Weise gleichzeitig einseitig an der Oberfläche gehärtet werden. Dabei sind sämtliche gleichzeitig behandelte Werkstücke durch den Haltekörper zu einem einzigen geschloissenen. Körper vereinigt. Der Haltekörper 20 mit seinen Halteschienen, 16 wird vorzugsweise aus dem gleicheng Werkstoff hergestellt, aus dem auch die Werkstücke selbst bestehen. Der Haltekörper kann aber auch aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff bestehen. In diesem Fall werden aber die einzelnen Werkstücke untereinander durch besondere elektrisch leitende Zwischenstücke verbunden, um einen geschlossenen Stormfluß zu erhalten.
• Um eine weitere Verbesserung des Stromflusses zu sichern, können zwischen den Werkstücken und ihren Halteteilen Einlagen aus einem plastischen, elektrisch leitenden Stoff vorgesehen sein.
• Bei der Ausführung nach Abb.3 ist zum Zusammenhalten der plattenähnlichen Werkstücke 5 ein besonderer Tragkörper 2i vorgesehen, der vor- zugsweise aus einem magnetischen metallenen Stoff besteht. Der Haltekörper kann zur Gewichtsersparnis und nötigenfalls auch zur Kühlung einem einzigen Hohlraum 22 oder mehrere Hohlräume 23 besitzen. Je nach Art und Anzahl und Gestalt der zu härtenden Werkstücke können auch der Tragkörper sowie. der Induktor ausgebildet sein. Je nach Axt der erwünschten Härtezone können auch die Innenflächen,des Induktors ausgebildet sein, wie bei 24,2-5 und 26 veranschaulicht.
• Zum Festhaltern. der Bleche auf dem Tragkörper kann irgendeine geeignete Spannvorrichtung dienen. Es kann beispielsweise das Festhalten elektromagnetisch erfolgen. Der Tragkörper kann aus Metall bestehen, er kann. aber auch aus einem wärmebeständigen nichtleitenden Stoff hergestellt sein. In diesem Fall werden an den Kanten der Werkstücke zum Schließen des Eisenweges besondere Führungsschienen 27 vorgesehen. Statt dessen können auch Verbindungen der einzelnen Werkstücke durch einem. elektrisch leitenden plastischen Stoff angebracht werden. Ein wärmebeständiger nichtleitender Tragkörper kann auch durch Bleche mit guter elektrischer Leitfähigkeit verkleidet sein und dadurch ein Schließen des Eisenweges zwischen den einzelnenWerkstücken ergeben.
• Nach Abb.4 werden in. dem Induktor gleichzeitig die halbzylindrischen Außenflächen zweier Teile, beispielsweise zweier Werkzeuge a, gehärtet, die mit ihren nicht zu härtenden Flächen 4 aufeinandengelegt sind, so daß ein symmetrischer vollzylindrischer Körper entsteht. Zur Her-stel,lung eines guten magnetischen und elektrischen Weges zwischen. den beiden Werkstücken z und 3 kann in die Fuge zwischen den beiden Flächen 4 ein plastischer Stoff angebracht sein, .der gleiche oder ähnliche elektrische, magnetische und wärmetechnische Eigenschaften aufweist wie die Werkstücke selbst.
• Selbstverständlich können an Stelle von zwei Werkstücken auch eine größere Anzahl Werkstücke zu einem einzigen Metallkörper verbunden und gleichzeitig behandelt werden.
• Falls -die Gestalt der Werkstücke es gestattet, braucht der Spritzteil nicht von dem Heizteil des Induktors getrennt zu werden, sondern es köhmen diese, beiden Teile in einem Körper vereinigt sein, wobei eine relative, Bewegung zwischen. Werkstück und Induktor nicht durchgeführt zu werden. braucht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum ein- oder mehrseitigen Oberflächenhärten von metallenen Werkstücken, wie Blechen, Platten, Panzerplatten u. dgl., bei denen mindestens eine, Werkstückseite u.ngehärtet bleiben soll, durch induktives Erhitzen mittels eineis an eine Quelle von hochfrequentenn Wechselstrom über einen, Transformator angeschlossenen Induktors (Fokusinduktors) und anschließendes Abschrecken, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Werkstücke zu eineue dem Induktor gegenübergestellten, mehrteiligen, stromleitenden, in sich geschlossenen Körper verbunden werden, dessen zu härtende Oberflächen dem Induktor zugekehrt und von den induzierten Strömen. durchflossen und erhitzt werden, während die nicht zu härtenden Oberflächen der verschiedenen Werkstücke sich gegenseitig abschirmen oder durch besondere Zusatzteile abgeschirmt werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstücke zu einem ringförmigen mehrteiligen Körper durch einen innerhalb des Werkstückringes vorgesehenen Haltering mit aus diesem außen. radial vorsp,ringenden, je zwei benachbarte Werkstücke-an ihren Rändern erfassende Halteschienen zusammengehalten werden. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstücke an den Außenseiten eines hohlen Tragkörpers befestigt werden, dessen Hohlraum von einem Kühlmittel durchflossen wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen aus einen nichtleitenden Stoff bestehenden Tragkörper und die Werkstücke untereinander verbindende, elektrisch leitende, starre oder plastische Zwischenstücke. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen mit dünnem und die Werkstücke leitend verbindendem Metallblech verkleideten nichtleitenden Tragkörper. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, däß bei längeren Werkstücken das Härtegerät und der mehrteilige Werkstückkörper relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, wobei der Induktor und' das Abschreckmitteispritzgerät in der Bmegungsrichtung hintereinaniderliegen und durch eine Abschirmung so, getrennt .sind, daß ein Eindringen deis Spritzwassers zu dem gerade gegenüber dem Induktor befindlichen Teil des Werkstückkörpers verhindert wird:. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 778 445, 815 003; deutsche Patentschrift Nr. 584 864; britische Patentschrift Nr. 446 4g5.