DE955514C

DE955514C - Verfahren und Vorrichtung zum induktiven Oberflaechenhaerten von Werkstuecken durch nebeneinander gelegte Haertestreifen

Info

Publication number: DE955514C
Application number: DEW4047D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Schoenbacher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-02-16
Filing date: 1944-02-16
Publication date: 1957-01-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zum induktiven Oberflächenhärten von Werkstücken durch nebeneinander gelegte Härtestreifen Dien Erfindung betrifft ein Verfahren und, ein Vorrichtung zum induktiven Oberflächenhärten von Werkstücken, durch nebeneinandergelegte Härtestreifen.
Nach nicht vorveröffentlichten Erkenntnissen und Versuchen der Patentinhaberin lassen, sich ebene Flächen, innere oder äußere Zylinder- und Kegelflächen od. dgl., insbesondere an Werkstücken, von großen Abmessungen, mit einer kleinen induktiven Heizleistung wirtschaftlich in, der Weise Oberflächenhärten, daß ein, nur einen, Heizfleck erzeugender Induktor verwendet wird und durch eine Relativbewegung zwischen. Induktor mit Abschreckeinri.chtung und Werkstück Härtestreifen gebildet werden. Die Summe dieser nebeneinandergelegten Härtestreifen ergibt die:: gehärtete Gesamtfläche bzw. den zu härtenden Teilabschnitt der Gesamtfläche. Bei Zylinder- oder Kegelflächen geht die Streifenhärtung so, vor sich, d13 ringförmige oder schraubenförm,ig verlaufende Härtestreifen nebeneinandergelegt werden. Auf diese Weise können besonders vorteilhaft dünnwandige Werkstücke verzugsfrei oberflächengehärtet werden. In. vielen Fällen ist es wesentlich, daß zwischen den Härtestreifen keine weichbleibenden Überzüge bzw. Anlaßzonen verbleiben., «:eil sonst die Gehrauchsfähigkeit der gehärteten Flächen herabgesetzt ist. Es gilt also, die Anlaßzonen, zwischen den Härtestreifen so, weit zusammenschrumpfen zu lassen, daß praldisch eine zusammenhängende gehärtete Oberfläche am Werkstuck entsteht.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel erreicht durch die Anwendung des Verfahrens gemäß Patent 938 487 zur Eindämmung der Anlaßzone: an den Übergangsstellen. von, nebeneinandergelegten Härtestreifen., die mir, Hilfe eines wandernden, induktiv erzeugten. Heizfleckes gebildet- werden.
Nach der Lehre des Hauptpatents wird die Abschreckflüssigkeit so vor der induktiven Erhitzungsv oirrichtung auf das Werkstück gespritzt, daß die an der Werks.tückoberfläche haftende Flüssigkeitshaut gen. die beheizte Zone läuft.
Das Verfahren gemäß der Zusatzerfindung besteht also; darin., daß Kühlflüssigkeit gegen den, an dem bereits gelegten. Härtestreifen entlang wandernden, induktiv erzeugten Glutfleck an der Übergangsstelle desselben. mit dem neu gelegten Härtestreifen, läuft, so daß sich eine scharfe Temperaturgrenze zwischen der schon, gehärtetem Fläche und der Glut ausbildet. Der an. dieser Grenze bestehende Temperaturabfall ist sehr schroff, so, daß das Anlaßgefüge an der Übergangsstelle der Härtestreifen so schmal wird, daß die Härtestreifen praktisch eine zusammenhängende Fläche gleicher Härteheschaffe!nheit bilden..
Wie im Hauptpatent 938 487 auseinandergesetzt ist, ist die von der gegen, die Glut laufenden. Flüssigkeit gebildete schroffe Temperaturgrenze auf die aus der Physik als »Leiden.fro-stsches Phänomen« bekannte Erscheinung zurückzuffihren. Diei Zusatzerfindung macht das grundsätzliche Verfahren. gemäß des. Hauptpatents einem neuen wichtigen Geb@rauehszweck dienstbar. Während. in dem Hauptpatent durch die schroffe Abschrecküng eine optimale Härte und: ein gleichmäßiges Härtegefühl bezweckt wird, wird: bei der Zusatzerfindung durch den Leiden:frostschen Effekt ein. gewissermaßen nahtloses. Streifenhärten erzielt.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Streifenhärten so verfahren, daß die Glut für den neuen Härtestreifen den. bereits aufgebrachten Härtestreifen überlappt und die Kühlflüssigkeit gegen die erhitzte Überlappungssroelle läuft. Hierdurch wird der gleichmäßige Anschluß des. einen Härtestreifens an den anderen sichergestellt.
Der Erfindungsgegenstand ist an Hand von. Beispielen, nochmals in, der Zeichnung veranschaulicht. Die schematischen Bilder zeigen: insbesondere die Anordnung der Spritzdüsen.
In. Fig. i ist ein Werkstück i mit ebener Fläche dargestellt, die streifenweise oberflächengehärtet werden soll. Die Breite der Härtestreifen ist durch die strichpunktierten Linien 2 angedeutet. Das Heizgerät ist ein. wie eine Ösel gebogener, hakenförmig abgewinkelter Induktor 3, der einen, im Verhältnis zur gesamten. Werkstückfläche kleinen Heizfleck erzeugt. Durch eine, Relativbewegung des Werkstückes gegenüber dem Induktor bzw. umgekehrt, wie durch den Pfeil 4 angedeutet ist, wird die zu härtende Werks.tückfläche streifenweise erfaßt. Hinter dem Induktor ist eine Abschreckdüse 5 angeordnet, die die Glutzone hinter dem Induktor abschreckt, und zwar so, daß die Ab.schreckflüssigkeit etwas gegen die Glut anläuft. Eine. weitere Küh:lflüssigkeitsdüse 6 ist an. der Übergangsstelle des Glutfleckes mit dem bereits gehärteten Streifen vorgesehen, und entläßt die Kühlflüssigkeit so, daß sie ebenfalls gegen die Glut anläuft. Dadurch, wird die geschilderte scharfe Eindämmung der Anlaßzo:ne auf Grund. des Leiden.frostschen Effektes erreicht. Die Anlaßzone schrumpft zu einer Linie zusammen. Beim Härten ist das Werkstück, wie dargestellt, so, angeordnet, daß die zu härtende Fläche aufrecht steht, oder das. Werkstück ist derart angeordnet, daß die zu härtende Fläche nach unten gerichtet ist. Die: Streifen können; wie dargestellt, parallel oder unter einem Winkel zur Kante des Werkstückes gelegt werden.
Fig. 2 zeigt eine breite Flüssigkeitsdüse 7, die die Flüssigkeit quer zu der durch den. Pfeil 4 gekennzeichneten Vorschubrichtung spritzt, und zwar in einem Bereich, der der mehrfachen. Heizfleckbreite entspricht und sich bis vor und hinter dien Induktor 3 erstreckt. Die Wirkung der Düse 7 entspricht derjenigen der beidien Düsen 5 und 6 nach Fig. i.
Fig.3 zeigt eine abgewickelte In.nenzylin.derfläche, auf der die Härtestreifen. als mehrfacher Schraubengang aufgebracht werden. Dabei sind außer der hinter dem Induktor 3 geschalteten Abschreckdiise 5 noch zwei weitere Düsen 8 vorgesehen; die auf die Grenzzonen mit den bereits ge=-legten schraubenförmigen Härtestreifen. gerichtet sind und die-, Glut zu beiden Seiten des Induktors in der Vorschubrichtung scharf begrenzen. Beim Härten: der Innenzylinderfläche i wird das Werkstück z. B. waagerecht angeordnet, wobei der InduktOr 3 mit den. Düsen-5 und 8 oberhalb, der waagerechten Achsebene des Werkstückes gegenüber der Innenzylinderflüche angeordnet ist. Die zur Erzeugung des, schraubenförmigen Verlaufs der Härtestreifen erforderliche Bewegung wird dem Werkstück oder dem Induktor mit Absch.reckv orrichtung erteilt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anwendung des Verfahrens gemäß Patent 938 487, wonach beim. induktiven. Oberflächenhärten von Werkstücken die Abschreckflüssigkeit so vor der Erhitzervorrichtung auf das Werkstück gespritzt wird, daß sie gegen. die beheizte Zone läuft., auf eine Eindämmung der Anlaßzone an den: Stoßstellen von nebeneinandergelegten Härtestreifen, die mit Hilfe eines. wandernden; induktiv erzeugten Heizfleckes gebildet werden..
2. Anwendung dies Verfahrens- nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Glut für den neuen Härtestreifen dien bereits aufgebrachten Härtestreifen überlappt und die Kühlflüssigkeit gegen die erhitzte Überlappungs: stelle läuft.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach, Anspruch i oder i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer deir auf die Breite des Glutstreifens gerichteten Abschreckvorrichtung (5) noch eine weitere Abschreckvo@rrichtung (6) vorgesehen ist, die die seitliche Glutgrenze bestimmt. q.. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Abschreckvorrichtung (7), die Kühlflüssigkeit von der Stoßstelle des bereits. aufgebrachten Härtestreifens her auf einen. Bereich entläßt, der sich bis vor und hinter den Heizfleck erstreckt. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 für s.treifenweiises ind,uktives Härten von innerem oder äußeren Zylinder- oder Kegelflächen, wobei mehrgängige schraubenförmig verlaufende Härtestreifen aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß Abschreckeinrichtungen (8) vorgesehen sind., die die Glutzone zu beiden Seiten. der Vorschubrichtung scharf begrenzen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche, Patentschriften Nr. 767 227, 688 246; USA.-Patentschrift Nr. 1 768 i59.