DE945639C

DE945639C - Vorrichtung zum Induktionshaerten mit sich waehrend des Arbeitsganges um seine Achse drehendem Werkstueck

Info

Publication number: DE945639C
Application number: DEZ178A
Authority: DE
Inventors: Kurt Zuehlke
Original assignee: KURT ZUEHLKE
Current assignee: KURT ZUEHLKE
Priority date: 1949-12-22
Filing date: 1949-12-22
Publication date: 1956-07-26

Description

Vorrichtung zum Induktionshärten mit sich während des Arbeitsganges um seine Achse drehendem Werkstück Das Induktionshärteverfahren durch Mittel- und Hochfrequenz ist auf dem Wege, alle anderen Oberflächenhärteverfahren, wie z. B. Flammenhärtung, zum größten Teil zu verdrängen, da es wirtschaftlicher und schneller arbeitet. Zum Härten oder Anlassen nach dem Induktionsverfahren wurden Bolzen und Wellen bisher in Zentrierbohrungen zwischen Spitzen von Hand eingesetzt, öder sie wurden senkrecht auf kurzen Gewindezapfen von Hand aufgeschraubt und nach dem Härtevorgang von Hand wieder losgeschraubt. Für glatte oder mit Gewinde versehene Werkstücke, z. B. Bolzen, die auf der ganzen Länge gehärtet und danach nicht zwischen Spitzen geschliffen werden sollten, bedurfte es bisher zweier Zentrierbohrungen oder eines ' Gewindeloches zur Aufnahme in der Härtemaschine. Bei großstufig abgesetzten, unsymmetrischen oder flachen Werkstücken bedurfte es bisher besonderer mechanischer Haltevorrichtungen.
Der Härtevorgang nach dem Induktionsverfahren vollzieht sich so, daß der das Werkstück lose umschließenden Heizleiterschleife, mit dieser gekoppelt, gleich dahinter die Abschreckbrause mit Wasser folgt. Diese Vorrichtung wandert von einem Ende des Bolzens ziemlich schnell (im Bruchteil einer Minute) zum anderen Ende. Bei senkrechter Anordnung erfolgt das Erhitzen und Abschrecken von unten nach oben.
Auch bei großer Werkstückzahl mußte das Werkstück von Hand mit den Aufnahmeelementen (Spitze; Gewindestift oder Spanneinrichtung) zusammengebracht und meist noch durch die Heizleiterschleife und den Abschreckbrausering hindurchgesteckt werden. Der Zweck der Erfindung ist nun der, die Handarbeit zu verringern oder ganz auszuschalten.
Die technische Aufgabe besteht darin, die Zentrierbohrungen bzw. Gewindelöcher, die zur Aufnahme des Werkstückes in der Härtemaschine dienen, unnötig zu machen und das besondere Einführen in die Heizleiterschleife zu vermeiden. Es ist bereits eine Bolzenhärtemaschine bekannt, bei welcher die Werkstücke am oberen Ende durch Elektromagnete gehalten, im Arbeitsgang durch die Heizspule geführt und, wenn sie die Spule bis kurz vor der Halterungsstelle durch den Elektromagnet durchlaufen haben, von einer zweiten Aufnahme; die sich unterhalb der Heizspule befindet; übernommen werden und dann ganz durch die Spule hindurchgezogen werden.
Die Aufgabe beim Anmeldungsgegenstand besteht jedoch noch darin, daß eine gleichmäßige Energieverteilung am Umfang der Werkstücke erzielt wird und daß die Werkstücke während des Behandlungsprozesses nicht umgespannt werden. Die Vorrichtung zur Induktionshärtung nach der Erfindung mit sich während des Arbeitsganges um seine Achse drehendem Werkstück ist dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Gleich- oder Wechselstrom betriebener Elektromagnet mit Kern und auswechselbarer Spitze durch einen Motor um seine senkrechte Achse angetrieben wird und das zu härtende Werkstück in der Induktionsspule in herabhängender Lage festhält.
Die Vorrichtung zur Induktionshärtung nach der Erfindung hat folgende Hauptmerkmale: i ist Elektromagnet, der mitsamt Kern 2, durch Motor 3 angetrieben, rotiert. Der Kern trägt auswechselbare Spitzen ¢ für verschiedene Werkstückdurchmessen Die automatischen Arbeitsgänge werden durch einen Hauptmotor 5 bewirkt.
Die zu härtenden Werkstücke, z. B. Bolzen; von gleicher Größe und Form werden in Führungsschienen dem Magazin 7 zugeführt (Fig: r), wo sie sich ausrichten. Das Magazin 7 kann aber auch von Hand gefüllt in den Automaten eingesetzt werden. Aus diesem Magazin 7 -werden die Werkstücke mittels Greif erarm 6, der von der Spindel 22 angetrieben wird, in schwenkender Bewegung unter den Elektromagnet i mit Spitze q. gebracht und durch den Anschlag 9 zentriert. Der Greiferarm 6 hat entweder am Ende eine mechanische Greiferzange 8 oder einen. Elektromagnet 2i (Fig.2), mit der bzw. mit dem das Werkstück gefaßt und geführt wird. Sobald das Werkstück zentriert ist, wird der Elektromagnet i eingeschaltet, und das Werkstück wird. in frei hängender Lage festgehalten. Darauf schwenken der Greiferarm 6 und der Anschlag 9 zurück, der Motor 3 wird eingeschaltet und dreht das Werkstück. Gleichzeitig wandert auf einer senkrechten Spindel i i die Heizleiterschleife i2 und die damit gekoppelte Abschreckbrause 13 hoch.
Bei relativ langen Werkstücken wandert eine Zentrierspitze 1q. mit ihrem Träger io oder einem Zentrierring 15 hoch und hält das Werkstück auch von unten in besonders genauer Lage, bevor Motor 3 eingeschaltet wird. Zentrierring 15 (Fig. 3) wird bei Werkstücken ohne Zentrierbohrung verwendet. Zentrierspitze i¢ kann verwendet werden bei Werkstücken, die wegen weiterer Operationen (z. B. Schleifen) Zentrierbohrungen tragen müssen. Heizleiterschleife 12 und Abschreckbrause 13 wandern vom unteren Ausgangspunkt 16 bis zum oberen Endpunkt 17. Sollen nur bestimmte Abschnitte des Werkstückes gehärtet werden, so wird die Heizleiterschleife i2 abgeschaltet und wandert schneller hoch. In der oberen Endstellung wird durch Endschalter der Elektromagnet i ausgeschaltet, und das Werkstück fällt ab. Es durchfällt, durch Leisten geführt, einen Schacht, der zur Verzögerung auch eine schräge Lage haben kann, und gelangt in den Kasten 2o. Dabei kann das Werkstück, wenn es notwendig sein sollte, durch eine Spule 18 entmagnetisiert werden.
Wenn bei relativ langem Werkstück Zentrierring 1q. oder Zentrierspitze 15 verwendet. wird, so müssen diese aus der Fallrichtung des Werkstückes vor dem Abschalten des Magneten entfernt sein.
Die Spule des Elektromagneten i kann stillstehend ausgeführt werden. Dann wird der Kern :2 durch Motor 3 angetrieben, oder der Motor 3 treibt sowohl Kern :2 als auch die Spule an. Für den ersten Fall wird die Spule bei großen Leistungen durch einen von Wasser durchflossenen Ring gekühlt. Im anderen Fall, wenn die Spule mitrotiert, sind Kühlrippen 23 vorgesehen.
Die ganze automatische Härtemaschine- kann, durch ein Gehäuse ig isoliert, unter Schutzgas arbeiten, so daß die Oberflächen der Werkstücke nicht verzundern. Die einzelnen Bewegungen werden hydraulisch oder durch Kurven gesteuert.
Die bisherigen Einrichtungen für- Induktionshärtung bedurften der Handarbeit für jedes einzelne Stück. Der Automat schaltet die Handarbeit aus. Außerdem dauert der Beschickungsvorgang je Werkstück nur einen Bruchteil. der bisher üblichen Zeit.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Induktionshärten mit sich während des Arbeitsganges um seine Achse drehendem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Gleich- oder Wechselstrom betriebener Elektromagnet (i) mit Kern (2) und auswechselbarer Spitze (q.) durch einen Motor (3) um seine senkrechte Achse angetrieben wird und das zu härtende Werkstück in der Induktionsspule in herabhängender Lage festhält.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanischer Greiferarm (6., 8) durch einen IH,auptmotor (5) über ein Getriebe bewegt wird, ,der das, zu härtende Werkstück (z. B. Bolzen ,oder Wellen) dem Magazin (7) entnimmt und mihels Anschlag oder Prisma (9) unterhalb des Elektromagneten (i) an der Spitze (4) des Elektromagneten zentriert und nach Festhalten des Werkstückes durch den Haltemagnet (i) wieder in. die Ausgangsstellung zurückbewegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Greiferarm (6) mittels eines Elektromagneten (2i) das Werkstück dem Magazin (7) entnimmt, wobei zum Greifen des Werkstückes der Elektromagnet (2"i) eingeschaltet und, sobald das Werkstück an der Spitze (4) mittels Anschlag (9) zentriert und der Haltemagnet (i) eingeschaltet ist, abgeschaltet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische oder mechanische Steuerung den Greiferarm (6) um eine senkrechte Achse (22) dreht bzw. senkrecht zu ihr schiebend, ziehend oder exzentrisch bewegt je nach Anordnung des Magazins (7) zur Spitze (4).
5. Vorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Rückbewegung des Greiferarmes die Heizleiterschleife (i2) nebst nachfolgender Abschreckbrause (i3), durch den Hauptmotor (5) über Getriebe und Spindel (i i) bewegt, das Werkstück überstreicht, wobei die Heizleiberschlei,fe an den gewünschten Zonen des Werkstückes eingeschaltet ist, und im oberen Endpunkt durch einen Endschalter den Haltemagnet (i) abschaltet.
6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Härtevorganges der Haltemagnet (i) abgeschaltet wird und das Werkstück nach unten in ein Sammelmagazin (2o) fällt, wobei, falls erforderlich, eventuell durch schräge Führungsleisten im Lauf verzögert, das Werkstück noch eine Entmagnetisierungsspule (i8) durchläuft.
7. Vorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Härteautomat gasdicht von einem Gehäuse (i9) umgeben ist, so daß der Härtevorgang -wenn blanke Oberflächen erforderlich sind - sich unter Schutzgas automatisch und in kleinstem Raum vollziehen kann. B.
Vorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Hauptmotor (5) bewegtes mechanisches oder hydraulisches Getriebe die Zentrierspitze (i4) oder den Zentrierring (i5) vor dem Einschalten des Motors (3) von unten gegen das Werkstück drückt und das Werkstück an dieser Stelle zentriert und nach dem Härtevorgang, vor dem Abschalten der Spule (i), die Zentrierspitze oder den Zentrierring abwärts und schwenkend wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Haltemagneten (i) mitsamt Kern (2) und Spitze (4) rotiert und außerhalb Kühlrippen (23) trägt. fo. Vorrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Haltemagneten nicht mitrotiert und wassergekühlt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Buch von W o 1 o s d i n : » Oberflächenhärten nach dem Induktionsverfahren«, S. 2o2 bis 2o5 der deutschen Übersetzung; USA.-Patentschrift Nr. 2 1i8480; Buch von C u r t i s : »Hish-Frequency Induction Heating«, 1944, S. 49 und 5'o; deutsche Patentschriften Nr. 281 883, 291 598, 697 868, 467 252, 422 004.