DE970634C

DE970634C - Device for inductive heating

Info

Publication number: DE970634C
Application number: DED10665D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1940-02-13
Filing date: 1940-02-13
Publication date: 1958-10-09

Description

Beim induktiven Erhitzen von Werkstücken, insbesondere dann, wenn bei Stahlgegenständen im Anschluß an das Erhitzen ein Abschrecken zum Zwecke des Härtens erfolgen soll, ist vielfach die Aufgabe gestellt, solche Oberflächen zu behandeln, die mehr oder weniger sprunghaft wechselnde Formgebung aufweisen.. Es kommt außerdem vor, daß irgendeine Stelle der Oberfläche überhaupt nicht gehärtet werden soll, weil an der betreffenden Stelle nach der Härtung des Werkstückes ein Teil angeschweißt werden soll.When inductive heating of workpieces, especially when steel objects in the Following the heating, quenching for the purpose of hardening is to be carried out in many cases Task set to treat surfaces that change more or less abruptly Have shaping .. It also happens that some point on the surface at all should not be hardened, because at the point in question after the hardening of the workpiece, a part is to be welded.

Nach zwei nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden Vorschlägen kann für die genannten Zwecke entweder eine in sich bewegliche Spule verwendet werden, oder aber es können mehrere nebeneinander über der Oberfläche des Werkstückes angeordlnete Spulen verwendet werden. In sich bewegliche Spulen, die in Anpassung an die Werkstückoberfläche angehoben oder aufgebogen werden, haben herstellungstechnisch gewisse Nachteile. Das nebeneinander Anordnen mehrerer über der Oberfläche des Werkstückes liegender Spulen ist in jeder Beziehung einfach und wirksam, jedoch ist es vielfach aus elektrischen Gründen erwünscht, die Spulen so anzuordnen, daß sie das Werkstück umfassen. *According to two proposals that are not part of the known prior art, for the said Purposes either a self-moving coil can be used, or there can be several coils arranged side by side over the surface of the workpiece are used. Movable in itself Coils that are lifted or bent to adapt to the workpiece surface, have certain disadvantages in terms of production technology. Arranging several next to each other above the Surface of the workpiece lying coils is simple and effective in every respect, however It is often desirable for electrical reasons to arrange the coils so that they encompass the workpiece. *

Es ist bekannt, beim Härten von rotierenden Werkstücken zylindrischer Form einen Linieninduktor ein- und auszuschalten, um eine dessen Längserstreckung entsprechende und zonenweiseIt is known to use a line inductor when hardening rotating workpieces of cylindrical shape on and off in order to have a longitudinal extension corresponding to it and zone by zone

Erhitzung zu erzielen. Die Quererstreekung der Erhitzungszonen kann durch mehrere ein- und ausschaltbare Linieninduktoren variiert werden. — Im Vorschub wechselnd geformte Werkstücke können mit einer solchen Einrichtung nicht behandelt wenden.To achieve heating. The transverse stretching of the heating zones can be switched on and off using several Line inductors can be varied. - Workpieces with alternating shapes in the feed can not treated with such a facility.

In Fällen, in denen- Werkstücke mit mehr oder weniger sprunghaft wechselnder Formgebung der Oberfläche unter Umfassen der Spulen des gesamten Werkstückes erwärmt und gegebenenfalls zur Härtung nachfolgend abgeschreckt werden sollen, wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum induktiven Härten von Werkstücken vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in Vorsc'hubrichtung mehrere mit Rückleitung auf der Gegenseite des Werkstückes versehene Heizleiter wahlweise ein- und ausschaltbar hintereinander angeordnet sind, wobei die Form jedes Heizleiters der Form des ihr zugewiesenen Werkstückoberflächenabschnittes angepaßt ist, und daß die einzelnen Spulen zur Einstellung der Kopplung zwischen der jeweils im Eingriff befindlichen Spule und des ihr zugeordneten Werkstückoberflächenabschnittes unabhängig voneinander beweglich sind. Zur Vereinfachung einer solchen Vorrichtung gemäß der Erfindung können auch mehrere Heizleiter einer Stromrückführung zugeordnet werden, wobei die Heizleiter durch einen Schalter mit der das Werkstück umfassenden Stromrückführung elektrisch angeschlossen oder von dieser abgeschaltet werden können. Die Schalter sind dabei so anzuordnen, daß durch eine gegenseitige Verriegelung sichergestellt ist, daß für den in der Heizvorrichtung fließenden Strom stets mindestens ein Stromweg zur Verfügung ,steht, um Überschläge u, dgl. zu vermeiden.In cases where workpieces with a more or less abruptly changing shape of the Heated surface, including the coils of the entire workpiece and, if necessary, for Hardening are to be quenched subsequently, according to the invention, a device for proposed inductive hardening of workpieces, which is characterized in that in Vorsc'hubrichtung Optionally, several heating conductors provided with return lines on the opposite side of the workpiece are arranged one behind the other can be switched on and off, the shape of each heating conductor Shape of their assigned workpiece surface section is adapted, and that the individual Coils for adjusting the coupling between the respective engaged coil and the her assigned workpiece surface section are movable independently of one another. To simplify such a device according to the invention, several heating conductors can also be used be assigned to a current return, the heating conductors by a switch with electrically connected to or disconnected from the current return circuit comprising the workpiece can be. The switches are to be arranged in such a way that they are interlocked it is ensured that there is always at least one current path for the current flowing in the heating device is available, in order to avoid flashovers and the like.

Im nachfolgenden wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele die Erfindung näher erläutert. In Abb. ι und 2 ist je ein Abschnitt eines Werk-Stückes dargestellt, das auf einem Abschnitt mit einer rillenartigen Vertiefung (Abb. 1) und auf einem weiteren Abschnitt eben (Abb. 2) ausgebildet ist. Dieses Werkstück 1 soll mit einer Härteschicht 2 versehen werden. Hierzu werden zwei Spulen verwendet, deren Heizleiter bei 4 bzw. 5 schematisch angedeutet sind. Die Stromzuführungen 10 und 11 reichen um das Werkstück 1 herum und enden in den Anschlußschienen, die bei 8 gegeneinander isoliert sind. Während im Laufe der fortschreitenden· Bewegung des Werkstückes in Richtung des Pfeiles 3 der Teil des Werkstückes erwärmt wird, der mit der rillenförmigen Vertiefung versehen ist, befindet sich die Spule 5 im Eingriff, die ihrer Form nach der sprunghaften Änderung der Werkstückoberfläche angepaßt ist, während die Spule 4 abgeschaltet ist. Wenn die Spulen die Stelle erreicht haben, an der das Werkstück eine ebene Oberfläche aufweist (Abb. 2), befindet sich nur die Spule 4 im Eingriff, während die Spule 5 abgeschaltet ist. Das Einstellen der Kopplung der beiden Spulen gegenüber dem Werkstück erfolgt entweder durch Anheben bzw. Absenken o<der durch ein Verschwenken. Das Verschwenken kann durch Anordnung beweglicher Zwischenglieder in die Zuleitungen 10 und 11 sichergestellt werden.The invention is explained in more detail below with the aid of a few exemplary embodiments. In Fig. Ι and 2 each a section of a work piece is shown, which on a section with a groove-like depression (Fig. 1) and flat on a further section (Fig. 2) is. This workpiece 1 is to be provided with a hardening layer 2. There are two Coils are used, the heating conductors of which are indicated schematically at 4 and 5, respectively. The power supply 10 and 11 extend around the workpiece 1 and end in the connecting rails, which are isolated from one another at 8. While over the progressive · movement of the workpiece in the direction of arrow 3 of the part of the workpiece is heated, which is provided with the groove-shaped recess, the coil 5 is located in Intervention whose shape is adapted to the sudden change in the workpiece surface, while the coil 4 is switched off. When the coils have reached the point where the workpiece has a flat surface (Fig. 2), only the coil 4 is engaged, while the Coil 5 is switched off. Adjusting the coupling of the two coils with respect to the workpiece takes place either by raising or lowering or by pivoting. The pivoting can be ensured by arranging movable intermediate members in the supply lines 10 and 11 will.

Während die Kopplung 7 der jeweils im Eingriff befindlichen Spule zur erwärmenden Oberfläche stets das gewünschte Maß erhält, ist die Kopplung 6 der Rückschlußleiter mit der Gegenseite der zu härtenden Oberfläche jeweils größer oder kleiner, je nachdem, ob sich die betreffende Spule im Eingriff befindet oder nicht. Die Schwankung in der Kopplung der Rückschlußleiter zur nicht zu härtenden Fläche des Werkstückes ist hierbei von untergeordneter Bedeutung. Die lichte Weite der Spulen muß selbstverständlich so groß gestaltet warden, daß der Durchgang des Werkstückes durch die Spulen und die Einstellung der Spulen zueinander sich gegenseitig nicht stören.While the coupling 7 of the respectively engaged coil to the heating surface always receives the desired dimension, the coupling 6 of the return conductor with the opposite side of the to hardening surface each larger or smaller, depending on whether the coil in question is engaged is located or not. The fluctuation in the coupling of the return path conductor to the non-hardening The surface of the workpiece is of secondary importance here. The clear width of the Coils must of course be designed so large that the passage of the workpiece through the coils and the setting of the coils to one another do not interfere with one another.

In den Abb. 1 und 2 sind zwei Spulen vorgesehen. Je nach der Form des Werkstückes können selbstverständlich auch mehrere Spulen in Vorschubrichtung hintereinander angeordnet werden, um sämtliche Werkstüekoberflächenabschnitte er- 8g fassen zu können. Bei nachfolgender Härtung ist es zweckmäßig, für alle Spulen eine einzige Spritzvorrichtung vorzusehen. Wie bei Anwendung zweier Spulen undi einer Spritzvorrichtung die Einrichtung praktisch zu treffen ist, ergibt sich aus dem schematischen Schnitt gemäß Abb. 3. Das Werkstück 1, das in Pfeilrichtung 12 durch die Spulen 13 und 14 hindurchbewegt wird, soll mit einer Härteschicht 15 versehen werden. Die Spulen 13 und 14 sind mit Rückschlußleitern 16 und 17 versehen, die das Werkstück umfassen. Die nachgeordnete Spritzeinrichtung ist bei 18 angedeutet.In Figs. 1 and 2 two coils are provided. Depending on the shape of the workpiece, you can Of course, several coils can also be arranged one behind the other in the feed direction, in order to be able to capture all workpiece surface sections. With subsequent hardening it is expedient to provide a single spray device for all coils. As if using two Coils and a spray device the device is practically to be met, results from the schematic Section according to Fig. 3. The workpiece 1, which is in the direction of arrow 12 through the coils 13 and 14 is moved through, should be provided with a hard layer 15. The coils 13 and 14 are with Inference conductors 16 and 17 are provided which encompass the workpiece. The downstream spray device is indicated at 18.

In Fälleni, in denen die Oberfläche des Werkstückes keine sprunghaft wechselnde Formgebung aufweist, sondern im wesentlichen plan ist, wobei jedoch einzelne Stellen nicht gehärtet werden sollen und daher auch keine Temperaturerhöhung erfahren dürfen, kann die Vorrichtung ebenfalls Anwendung finden. An den Stellen, an denen eine Härtung nicht erfolgen soll, wird jeweils die Spule zum Eingriff gebracht, die an der betreffenden Stelle durch größer gewählte Kopplung eine Erwärmung nicht hervorruft.In cases in which the surface of the workpiece does not have a sudden change in shape has, but is essentially flat, but individual points should not be hardened and therefore must not experience any increase in temperature, the device can also be used Find. At the points where hardening should not take place, the coil is used in each case Brought into action, a warming at the point in question by a larger coupling selected does not evoke.

So könnte beispielsweise bei Abb. 2 die Spule 5 dazu dienen, an einer Stelle eines planen Werk-Stückes in der Mitte eine gehärtete Zone hervorzurufen, während an den Randteilen unerhitzte und daher ungehärtete Streifen verbleiben. An den Stellen des Werkstückes, wo die ganze Breite mit einer Härteschicht versehen werden soll, wäre dagegen die Spule 4 zum Eingriff zu bringen. Dabei können im Sinne der Erfindung entweder, wie in Abb. 2 vorgesehen, zwei getrennte Spulen verwendet werden, oder aber es können auch die beiden erforderlichen Heizleiter mit einem einzigen Stromrückleiter verbunden werden.For example, in Fig. 2, the coil 5 could be used at one point on a flat work piece to produce a hardened zone in the middle, while unheated on the edge parts and therefore uncured streaks remain. At the points of the workpiece where the entire width with a hard layer is to be provided, on the other hand, the coil 4 would have to be brought into engagement. Included can either, as provided in Fig. 2, use two separate coils within the meaning of the invention or the two required heating conductors with a single current return conductor can also be used get connected.

Claims

Claim:

Device for inductive heating of workpieces, characterized in that in Feed direction several with return line

the opposite side of the workpiece provided heating conductors are arranged one behind the other, the Shape is adapted to the shape of the workpiece surface section assigned to it and the individual coils for setting the coupling between the respectively engaged Coil and the workpiece surface section assigned to it independently of one another

other are movable, with the heating conductors that are not in engagement optionally switched off can be.

Publications considered: Zeitschrift "Elektrowärme", 1939, p. 241 ff; Journal "Revue Generale de l'Electricite", 15 1938, p. 495 ff.

1 sheet of drawings