DE917558C

DE917558C - Einrichtung zum induktiven Hochfrequenzgluehen von Naehnadeln

Info

Publication number: DE917558C
Application number: DES22639A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Reinhold Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-04-08
Filing date: 1951-04-08
Publication date: 1954-09-06

Description

Einrichtung zum induktiven Hochfrequenzglühen von Nähnadeln Es ist bekannt, Metallteile in induktivem Hochfrequenzfeld zu glühen und zu härten. Das Werkstück durchläuft hierbei eine Glühspule, die an einem Hochfrequenzgenerator von geeigneter Frequenz, meist Mittel- oder Hochfrequenz, angeschlossen ist, und wird bei diesem Durchlauf der ganzen Länge nach erhitzt und geglüht. Letzteres ist aber nicht immer erwünscht; insbesondere nicht bei solchen Werkstücken, die an verschiedenen Stellen ihrer Länge unterschiedliche Dicke haben, wobei einzelne dieser Stellen durch das Glühen gehärtet werden sollen, während andere Stellen nicht geglüht, zumindest nicht bis auf die Härtetemperatur gebracht werden dürfen. Beispielsweise ist dies bei Nähmaschinennadeln der Fall, die einen verdickten Schaft haben. Bei solchen Nadeln tritt sogar noch die weitere Schwierigkeit auf, daß der dünne Teil, also die eigentliche Nadel, weniger erhitzt wird als der dickere Schaft, da der dünne Nadelteil den wirksamen Innenraum der Glühspule weniger ausfüllt als der dickere Schaft; erwünscht ist es aber, daß umgekehrt die Nadel stärker erhitzt wird als der dickere Nadelschaft.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die es ermöglicht, auch Nähnadeln der erwähnten Ausführung im Durchlaufverfahren, also während des Durchlaufens, insbesondere des Hindurchfallens durch eine Glühspule, zu härten. Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird dies durch eine solche Ausbildung ihrer Einzelteile erreicht, daß die Eigenfrequenz des die Glühspule enthaltenden, an den Generator angekoppelten Arbeitsschwingkreises während des Aufenthaltes des zu härtenden Werkstückteiles in der Glühspule gleich der Frequenz des die Glühspule erregenden Generators ist und die Güte des Arbeitsschwingkreises dabei so bemessen ist, daß bereits geringe Querschnittsänderungen der Objekte erhebliche Resonanzspannungsverminderungen am Arbeitskreis zur Folge haben.
Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis: Während der dünne Nadelteil im Bereich der Glühspule ist, ist der Arbeitskreis erfindungsgemäß in Resonanz mit dem Generatorkreis. Es kommt in diesem Falle ein Maximum an Energie in den Arbeitskreis, die Nadel wird bis zur Härtetemperatur erhitzt. Kommt nun anschließend der Nadelschaft in die Glühspule hinein, so fällt die Induktivität der Glühspule, der Arbeitskreis wird gegenüber dem Generatorkreis verstimmt und nimmt nur noch einen Teil der Energie des Generators auf. Der Schaft wird also weniger stark erhitzt. In der Zeichnung ist in Fig. i ein Prinzipschaltbild zur Durchführung einer Einrichtung nach der Erfindung gezeigt, in Fig. 2 eine Nähnadel in der Glühspule während des Härtens und in Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Frequenz- und Spannungsverhältnisse in der Glühspule aufgetragen sind.
In Fig. i ist eine Generatorröhre r dargestellt, der über den Generatorschwingkreis mit der Spule 2, dem Kondensator 3 die Anodenspannung zugeführt wird. Der Generator ist in bekannter Weise in Dreipunktschaltung aufgebaut. Über den Drehkondensator 4 und den konzentrischen Leiter 5 wird die Hochfrequenzenergie einem Arbeitskreis zugeführt, der aus der Spule 6 und dem Kondensator 7 besteht. In der Spule 6 werden die Nähnadeln 8 induktiv während des Durchfallens auf Härtetemperatur erhitzt, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
In Fig. 3 schließlich ist die Wirkungsweise der Erfindung noch näher veranschaulicht. In dem Diagramm ist auf der Abszisse die Frequenz aufgetragen, wobei fo die Frequenz des Generators darstellt. Während sich der dünne Nadelteil in der Glühspule befindet, stellt f o auch die Frequenz des Arbeitskreises dar. Als Ordinate ist die Spannung am Arbeitskreis aufgetragen. Befindet sich der dicke Nadelschaft in der Glühspule, so wandert die Frequenz des Arbeitskreises von fo nach f, und die Spannung am Arbeitskreis sinkt gemäß dem Diagramm. Der Nadelschaft wird also weniger erhitzt.
In der Spule wird zweckmäßig eine Führung für die Nadeln aus einem guten, hitzebeständigen Isolierstoff, beispielsweise Keramik, vorgesehen, damit die Nadel senkrecht fällt und nicht die Spule oder einzelne Windungen kurzschließen kann.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Einrichtung beschränkt, sondern kann mannigfach abgewandelt werden. Sie ist auch für beliebige andere Werkstücke vorteilhaft, die an verschiedenen Stellen ihrer Länge unterschiedliche Dicke haben und bei denen nur einzelne dieser Stellen gehärtet werden sollen. Als ein weiteres Beispiel hierfür seien Drehachsen mechanischer Geräte mit verdickten bzw. dünneren Lagerteilen genannt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Induktive Einrichtung zum stellenweisen Härten stabförmiger Werkstücke, die an verschiedenen Stellen ihrer Länge unterschiedliche Dicke haben, bei Durchlauf, vorzugsweise beim freien Fall durch eine Glühspule, insbesondere zum Härten von Nähmaschinennadeln in einer Hochfrequenzglühspule, wobei die Eigenfrequenz eines die Glühspule enthaltenden, an den Generator angekoppelten Arbeitsschwingkreises während des Aufenthaltes des zu härtenden Werkstückteiles in der Glühspule gleich der Frequenz des erregenden Generators ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Güte des Arbeitsschwingkreises so bemessen ist, daß geringe Querschnittsänderungen der Werkstücke eine Verstimmung der Resonanzverhältnisse solcher Größe hervorrufen, daß diese Werkstückteile nur auf eine wesentlich unterhalb der Härtetemperatur liegende Temperatur erhitzt werden. Angezogene Druckschriften: Buch »Radio Frequency Heating « von L. H a r t s -horn, London, 1949, S.48, Fig:2e; Buch »Oberflächenhärten nach dem Induktionsverfahren«, deutsche Übersetzung, S. 129, Abb. 63; »Lehrbuch der Hochfrequenztechnik« von Vilbig und Kammerloher, Bd.I, »Hochfrequenztechnik«.