Bisher wurden Ventilfedern vollständig durchgehärtet oder in einem
Cyansalzbad einer Oberflächenhärtung unterworfen. Hierbei muß jedoch der gesamte
Querschnitt der Feder erhitzt werden, so daß in vieFen Fällen eine Formänderung
der Feder erfolgt und diese wieder nachgerichtet oder überhaupt als Ausschußstück
gewertet werden muß. Die Erfindung befaßt sich nun mit einer Oberflächenhärtung
derartiger Ventilfedern mittels Hochfrequenzerwärmung, um eine Dauerfestigkeit zu
erreichen, ohne daß sich ein Verzug einstellt. Die Ilochfrequenzströme haben die
Eigenschaft, daß sie an der Oberfläche eines Leiters fließen und diesen zufolge
des dort vorgefundenen Widerstandes zunächst nur in einer ihrer Eindringtiefe entsprechenden
Schicht erwärmen.So far, valve springs have been fully hardened or in one
Cyan salt bath subjected to surface hardening. Here, however, the entire
Cross-section of the spring are heated, so that in many cases a change in shape
the spring takes place and this is readjusted or as a scrap piece at all
must be rated. The invention is now concerned with surface hardening
such valve springs by means of high-frequency heating in order to achieve fatigue strength
without delay occurring. The Iloch frequency currents have the
Property that they flow on the surface of a conductor and according to it
of the resistance found there initially only in a depth corresponding to its penetration depth
Warm up the layer.
Es ist nun schon allgemein bekannt, Erwärmungs-und Oberflächenhärtungsprohleme
mit Hilfe von hochfrequenzgespeisten Induktoren vorzunehmen, die einen Strom im
Werkstück induzieren. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nun bewußt auf derartige
Induktionseinrichtungen verzichtet und ein Verfahren zur Verrneidung von
E rmüdungsbrüchen an gehärteten Ventilfedern vorgeschlagen, das sich dadurch
kennzeichnet, daß gehärtete oder ungehärtete Federn durch eine hochfrequente Erwärmung
im direkten Strorndurchgang, wobei die Ventilfedern als stromleitende Körper in
den Stromfluß eingeschaltet werden, nur an ihren Oberflächen auf Härtetemperatur
so erhitzt und anschließend zur Erzielung einer Oberflächenhärte abgeschreckt werden,
daß der Kern unbeeinflußt bleibt.It is now generally known to carry out heating and surface hardening problems with the aid of high-frequency inductors which induce a current in the workpiece. In the inventive method will now be purposely no such induction means and a method for Verrneidung e rmüdungsbrüchen on hardened valve springs proposed which thereby is characterized in that cured or uncured springs by a high frequency heating in the direct Strorndurchgang, wherein the valve springs as electrically conductive body in the current flow are switched on, only heated to hardening temperature on their surfaces and then quenched to achieve a surface hardness that the core remains unaffected.
Es ist weiterhin möglich, die Ventilfedern in ihrer Spulenform gleichzeitig
als Induktivität eines Resonanzschwingkreises anzuordnen. Es werden hierbei zur
Erzielung einer nur wenigei Zehntelmillimeter betragenden Erhärtung verhältnismäßig
t' el hohe Frequenzen verwendet. Zu diesem Zweck werden Löschfunkensender oder Röhrensender
angewendet, geg geb enenfalls auch Maschinensender, bei denen dann die Induktivität
der Ventilfeder im Schwingkreis mit ausgenutzt wird, Durch die erfindungsgemäße
Maßnahme kann eine hochf requente Oberflächenerwärmung ohne Zuhilfenahme von Induktoren
vorgenommen werden.It is still possible to have the valve springs in their coil shape at the same time
to be arranged as the inductance of a resonant circuit. There are here to
Achieving a hardening of only a few tenths of a millimeter in proportion
t 'el used high frequencies. Extinguishing spark transmitters or tube transmitters are used for this purpose
used, if necessary also machine transmitters, in which the inductance is then applied
the valve spring in the resonant circuit is also used, by the invention
A high-frequency surface heating can be used without the aid of inductors
be made.
In der Abb. ia ist eine solche Ventilfeder i gekennzeichnet. In Abh.
ib ist ein vergrößerter Querschnitt gezeigt, bei dem der schraffierte Teil 2 die
nach der Hochfrequenzerhitzung durch Abschrekken in Wasser oder 01 erzielte
Härtungsschicht andeutet. Der Kern bleibt durch diese Wärinebehandlung unbeeinflußt.
An Abb. 2 ist mit 3 die Hochfrequenzstromquelle angedeutet. Aus der Abb.
ist zu erkennen, wie die Ventilfeder i mit dem Kompensationskondensator4 den Schwingkreis
bildet. Im Ersatzschema Abb. 3 wird ersichtlich, daß die gesainte Kombination
von i und 4 aus einem Ohmschen Widerstand i, aus einer reinen Induktivität i" und
einem Kondensator 4 besteht. Zwischen i" und 4 besteht Resonanz, so daß als alleiniger
Verbraucher für den Generator 3 der Ohmsche Widerstand der Ventilfeder i
verbleibt. Auf diese Art und Weise wird mit denkbar geringstem Leistungsaufwand
(Kopplung, Übertragung, Transforniation usw. fallen weg) die im Generator
3 erzeugte Energie in das Werkstück übertragen.Such a valve spring i is marked in Fig. Ia. In dependence. Ib is an enlarged cross-section is shown, in which the hatched portion indicates the 2 after the high-frequency heating by quenching in water or 01 scored hardening. The core remains unaffected by this heat treatment. In Fig. 2, 3 indicates the high-frequency power source. The figure shows how the valve spring i and the compensation capacitor4 form the resonant circuit. In the substitute scheme in Fig. 3 it can be seen that the total combination of i and 4 consists of an ohmic resistance i, a pure inductance i "and a capacitor 4. There is resonance between i" and 4, so that the generator is the only consumer 3 the ohmic resistance of the valve spring i remains. In this way, the energy generated in the generator 3 is transferred into the workpiece with the lowest possible power expenditure (coupling, transmission, transformation, etc. are omitted).
Da nur ein geringer äußerer Teil der Ventilfeder auf Temperatur gebracht
und andererseits der Kern hiervon nicht berührt wird, ist ersichtlich, daß ein Verzug
der Feder nicht erfolgt. Diese kann daher ohne Nacharbeit sofort verwendet werden.Because only a small outer part of the valve spring is brought up to temperature
and on the other hand the core of this is not affected, it can be seen that a delay
the spring does not take place. This can therefore be used immediately without reworking.
Das Verfahren ist zwar an Hand der Ventilfederhärtung beschrieben
worden, ist aber auch geeignet, für jede andere Art von Federhärtung eingesetzt
zu werden. Das Verfahren hat dann besondere Vorteile, wenn man von ungehärtetem
Material bei der Herstellung ausgehen kann und dieses dann nach Erstellung der gewünschten
Form zu härten vermag. Zweckmäßig wird die Feder während der Ilochfreqenten Erwärmung
von einem Stickstoff -strom so umspült, daß sie an ihrer Oberfläche nitriert wird.The process is described on the basis of valve spring hardening
but is also suitable for any other type of spring hardening
to become. The process has particular advantages when dealing with uncured
Material can run out during manufacture and this then after creating the desired
Able to harden form. The spring is expedient during the Ilochfreqenten heating
flushed by a stream of nitrogen in such a way that it is nitrided on its surface.