DE904804C

DE904804C - Heizleiterschleife fuer Lueckenhaertung

Info

Publication number: DE904804C
Application number: DEA6382D
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Kegel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-10-28
Filing date: 1943-10-28
Publication date: 1954-02-22

Description

Es ist bekannt, mittels einfacher Leiterschleifen induktive Härtungen an Stahlteilen vorzunehmen. Auch werden m.itderartigen Anordnungen Lücken, guten und ähnliches gehärtet. Der. Vorgang ist dabei folgender: -Die Heizleiterschleife wird beispielsweise zwischen die Zähne eines Zahnrades gebracht oder in eine Nut eingeführt. Durchfließt die Schleife ein hochfrequenter Wechselstrom, so werden in den der Schleife benachbarten Eisen- oder Stahlteilen Wirbelströme erzeugt, die ,das Material zum Glühen bringen. Der Glüheffekt in den Eisenteilen isst von der Form des Heizleiters, der Strombeaufschlagung und der Stromnverteilung auf dem Leiter abhängig. Zur besonderen Beobachtung des Vorganges kann die Bahn der induzierten Wirbelströme auf dem betreffenden Eisenteil mit Hilfe von Anlauffarben abgebildet werden. Bei engen und tiefen Nuten und/oder Zahnlücken eist es nun bisher mit der üblichen Schleifenanordnung nur unter außerordentlichem Energieaufwand möglich gewesen, den Nuten- oder Zahngrund mit zu erfassen. Dieser Tatsache liegt folgende Erkenntnis zugrunde: Der Hochfrequenzstrom fließt auf der Heizleiterschleife erstens an Stellen größter magnetischer Felddichte, zweitens nimmt er den kürzesten und widerstandsfreiesten Weg entlang der Leiteroberfläche.
Die bisherigen Heizleiterschleifen wurden gemäß Fig. i ausgeführt. Hier bedeutet i den, wassergekühlten Leiter und 2 Aden zur besseren Kopplung mit dem Werkstück und Anpassung an den Übertrager notwendigen Hochfrequenzmassekern. Bei den im allgemeinen üblichen Frequenzen hat der verwendete Massekern schon eine höhere Permeabilität als der zu härtende Stahl; ferner ist seine Verlustfreiheit sehr viel größer als die des Stahles, so daß sich das Magnetfeld im Massekern konzentriert und damit die Strombahn auf der Innenseite der Heizleiterschleife verläuft. Es ist durch diese Erkenntnis auch leicht einzusehen, daß bei dem stark dämpfenden Einfluß des Stahles bei engem Lückengrund ;der Strom auch bei kleinstem Grundabstand .der Schleife nicht auf der Vorderkante des Leiters fließt, sondern sich günstigstenfalls auf die Seitenflächen des Leiters verteilt, womit noch keine direkte Aufheizung des Grundes erfolgt. Bekommt man doch eine Glühung des Grundes, so nur durch hohe Leistung und lange Glutzeiten, während der die Wärme sich entsprechend ausbreitet. Dies hat den Nachteil, d@aß die direkt beheizten Flächen überhitzt werden und z. B. Kanten abschmelzen.
Erfindungsgemäß w ird ,die Heizleiterschleife nun so ausgebildet, daß .die größte Kopplung der Schleife mit dem Werkstück im Grund der Lücke erfolgt. Hierzu ist es erforderlich, die Schleife tief genug in die Lücke einzuführen, beispielsweise so, daß der Grundabstanrd in der GrUenordnung von o,r bis o,2 mm oder kleiner ist, ferner, daß der Schleifenabstand nach den Seitenflächen entsprechend groß ist. Es hat sich eine Schleifenbreite von 1/2mal Lückenbreite als günstig erwiesen. Außerdem ist eine magnetische Feldkonzentration im Lückengrund notwendig, die daidurch erreicht wird, daß der die Anpassung und Kopplung begünstigende Hochfrequenzmassekern so ausgebildet wird, daß er auf den: Feldverlauf im Lückengrund. nur einen geringen oder keinen Ei@uflüß hat. Es wird also ein Luftspalt vorgesehen. Um nun den Strom zu zwingen, auf der Vorderkante der Leiterschleife zu fließen und nicht auf den Seitenflächen, werden die Setitenflächen mit einer Riffellung versehen, die ,den Oberflächenwiderstand erhöht. Auf der kurzen Rückseite der Schleife fließt nur ein geringer Anteil des Stromes, da hier die magnetische Felddichte infolge des Luftspaltes sehr klein ist. Ihr Oberflächenwiderstand kann durch Riffelung ebenfalls erhöht werden.
Die erfindungsgemäße Schleifenanordnung ist aus Fig. 2 zu ersehen, dabei bedeutet i den wassergekühlten Leiter, 2 den Hochfrequenzmassekern, 3 die Riffelung in den Seiten- und Rückenteilen des Leiters und q. den Luftspalt. Die Anordnung der Schleife in einer Zahnlücke eines Zahnrades zeigt Fig. 3, und,die Abbildung der Wirbelstrombahn ist aus Fig..I zu entnehmen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Heizleiterschleife für Lückenhärtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbreite ungefähr gleich der halben Lückenbreite ist.
2. Heizleiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen des den Grund härtenden Schleirdenastes geriffelt sind.
3. Heizleiter nach Anspruch i oder 2, dadurch ,gekennzeichnet, idaß die Rückseite des den Grund härtenden Schicifenastes geriffelt ist. q..
Heizleiter nach einem !der Ansprüche i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm ein Hochfrequenzmassekern vorgesehen ist, wobei zwischen ,dem den Grund härtenden Ast und dem Kern sich ein Luftspalt befindet.
5. Heizleiter nach einem der Ansprüche i bis -1, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Leiterquerschnitt an. allen Stellen gleich und so ausgelegt ist, daß dlie Leiterbreite nur im Lückengrund etwa gleich der halben Grundbreite ist.
6. Heiz ileiter nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterquerschnitt konisch ab- bzw. zunimmt.
7. Heizleiter nach einem der Ansprüche i bis 6; ad.adurch gekennzeichnet, daß der Leiterquerschnitt ein oder, mehrere Male uistersetzt wird.