DE975798C

DE975798C - Magnetoinductive heating device

Info

Publication number: DE975798C
Application number: DED330D
Authority: DE
Inventors: Hermann Kuhlbars; Gerhard Dr-Ing Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1941-04-30
Filing date: 1941-04-30
Publication date: 1962-10-18

Description

Beim elektroinduktiven, insbesondere Oberflächenerhitzen von Werkstücken, die in der Form von zylindrischen oder ähnlichen Rotationskörpern, beispielsweise Kurbelwellenzapfen, vorliegen, sind bereits Schleifeninduktoren bekanntgeworden, bei denen die aus Kupferrohr bestehende, mit fließendem Wasser gekühlte Windung des Schleifeninduktors der zylindrischen Form des Werkstückes angepaßt ist. Die Lagerschleife derartiger bekannter Induktoren bedeckt dabei, in Umfangsrichtung gesehen, höchstens die halbe Mantelfläche. Das Werkstück kann dabei während des Erhitzungsvorganges mehrmals umlaufen. When electroinductive, especially surface heating of workpieces that are in the form of cylindrical or similar rotating bodies, for example crankshaft journals, are present Loop inductors have already become known, in which the copper pipe, with flowing Water-cooled winding of the loop inductor of the cylindrical shape of the workpiece is adapted. The bearing loop of such known inductors covers it in the circumferential direction seen, at most half the surface area. The workpiece can rotate several times during the heating process.

Vorrichtungen dieser Art haben sich bewährt sowohl in bezug auf die Ausnutzung der elektrischen Energie als auch in bezug auf das zu erzielende Erzeugnis. Eine vorteilhafte Eigenschaft der Vorrichtung ist dabei die, daß, sofern nicht Werkstücke behandelt werden sollen, die in ihrem Durchmesser stark unterschiedlich sind, ein und dieselbe Vorrichtung benutzt werden kann. Es entfällt mithin eine große Lagerhaltung an Leiterschleifen für die Behandlung von Werkstücken verschiedenen Durchmessers. Auch bezüglich der Temperaturverteilung sind die Ergebnisse im allgemeinen zufriedenstellend. Indes besteht ein Bedürfnis, die Temperaturverteilung auf dem zu behandelnden Werkstückabschnitt in stärkerem Maße beeinflussen zu können und außerdem eine Möglichkeit zu schaffen, mit einer vorhandenen VorrichtungDevices of this type have proven themselves both with regard to the utilization of the electrical Energy as well as in relation to the product to be achieved. An advantageous property the device is that, unless workpieces are to be treated in their Diameters are very different, one and the same device can be used. It is not applicable consequently a large stock of conductor loops for the treatment of workpieces of various types Diameter. The results are also general with regard to the temperature distribution satisfactory. However, there is a need to determine the temperature distribution on the surface to be treated To be able to influence workpiece section to a greater extent and also a possibility to create with an existing device

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Werkstückabschnitte verschiedener axialer Länge behandeln zu können.To be able to treat workpiece sections of different axial lengths.

Eine Leistungsregelung ist aber bei den bekannten Induktoren nur in der Weise möglieh, daß lediglich einzelne Zonen der zu erwärmenden Zylinderfläche sprungweise stärker beaufschlagt sind· Es sind auch schon Schleifeninduktoren bekanntgeworden, die eine etwa rechteckige Leiterform aufweisen und die zur Erwärmung von W-erkstücken mit ihrer Fläche parallel zur Fläche des Werkstückes verlaufen. Es hat sich aber bei diesen Induktoren gezeigt, daß besonders an den Randzonen verhältnismäßig schmaler Werkstücke Überhitzungen auftreten. Um diese Überhitzungen zu vermeiden, wurde deshalb vorgeschlagen, die Ebene der Induktionsschleife während der Erwärmung senkrecht zur Werkstückebene' zu halten. Dadurch wurde zwar eine Überhitzung der Randzonen vermieden, es ist aber mit derartigen Induktoren nicht möglich, eine beliebige Verteilung der Einwirkzeit des Induktors über die Breite beispielsweise einer zu erhitzenden Zylinderfläche eines Werkstückes zu erreichen. Außerdem ist es von Nachteil, daß der Induktor nicht auf seiner gesamten Länge mit dem Werkstück gekoppelt ist, so daß ein Streufluß auftritt und der Induktor nicht in seiner gesamten Breite für die Erwärmung ausgenutzt werden kann.A power control is only possible in the known inductors in such a way that only individual zones of the cylinder surface to be heated are suddenly more heavily loaded Loop inductors have also become known which have an approximately rectangular conductor shape and which are used for heating workpieces with their surface parallel to the surface of the Workpiece run. But it has been shown with these inductors that especially at the edge zones relatively narrow workpieces overheating occurs. To this overheating too It has therefore been suggested to avoid the level of the induction loop during heating perpendicular to the workpiece plane '. This prevented overheating of the edge zones, however, it is not possible with such inductors to distribute the exposure time as desired of the inductor across the width, for example, to a cylindrical surface of a workpiece to be heated reach. In addition, it is disadvantageous that the inductor is not over its entire length with the Workpiece is coupled, so that a leakage flux occurs and the inductor is not in its entirety Width can be used for heating.

Nun erfordert aber das gleichmäßige Härten von zylindrischen Oberflächen, welche in axialer Richtung begrenzt sind wie etwa Kurbelwellenzapfen, eine besonders genaue und kontinuierlich veränderliche Dosierung.But now requires the uniform hardening of cylindrical surfaces, which are limited in the axial direction, such as crankshaft journals, a particularly precise and continuously variable dosage.

Was die Forderung nach größeren Möglichkeiten der Beeinflussung der Temperaturverteilung in Achsrichtung anbelangt, so ergibt sich die Lösung der Aufgabe aus der Überlegung, daß die Projektion der Gesamtheizleiterschleife auf das Werkstück für die Einwirkdauer des Magnetfeldes während des Umlaufes des Werkstückes maßgebend ist. Je größer die Einwirkdauer in einem Projektionsabschnitt ist, um so größer ist die an dieser Stelle im Werkstück erzielte Temperaturerhöhung. Bei einer rechteckigen Leiterschleife, wie sie schon vorgeschlagen wurde, ergeben sich infolgedessen stärkere Erwärmungen an den Enden des Gesamtwirkraumes, weil hier das Werkstück während seines Umlaufes längere Zeiten unter der Einwirkung der in Umfangsrichtung liegenden Teile der Heizleiterschleife steht, während in den Mittelteilen des Gesamtwirkraumes, in denen sich nur die in Achsrichtung erstreckenden Leiter befinden, eine geringere Heizwirkung beobachtet wird. Es sind zwar Abhilfemaßnahmen bekanntgeworden, die in verschiedener Wahl der Heizleiterbreiten in einzelnen Abschnitten bestehen, jedoch ist hier- . durch nicht in allen Fällen eine Steuerung der Heizwirkung in gewünschtem Umfang möglich.As for the demand for greater possibilities of influencing the temperature distribution As far as the axial direction is concerned, the solution to the problem arises from the consideration that the Projection of the entire heating conductor loop onto the workpiece for the duration of the magnetic field is decisive during the rotation of the workpiece. The greater the duration of action in a projection section is, the greater the temperature increase achieved at this point in the workpiece. In the case of a rectangular conductor loop, as has already been proposed, this results in stronger heating at the ends of the total effective space, because the workpiece during its circulation longer times under the influence of the parts lying in the circumferential direction the heat conductor loop stands, while in the middle parts of the total effective space, in which there are only the conductors extending in the axial direction are located, a lower heating effect is observed. It Remedial measures have become known that are available in different choices of heating conductor widths in individual sections exist, however here is-. through not in all cases a control of the Heating effect possible to the desired extent.

Um die Erwärmungseinrichtung an zylindrischen Flächen verschiedenster Abmessungen und wärmetechnischer Eigenart anzupassen, wird gemäß der Erfindung eine magnetoinduktive Erwärmungseinrichtung mit das Werkstück höchstens zur Hälfte umfassendem oberflächenparallelem Schleifeninduktor für axial begrenzte, mit einer in Achsrichtung gleichmäßig mit einer Härteschicht zu versehenden zylindrisehen Oberfläche eines rotierenden Werkstückes vorgeschlagen. Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß mechanische oder hydraulische Mittel zum nachgiebigen Andrücken des Schleifen-Induktors an die zu erhitzende Oberfläche vorgesehen sind und die Summe der Steigungsbeträge aller jede Werkstückzone überstreichenden Äste zweier in axialer Richtung getrennt verschiebbarer Schleifen sich mit dem zonal zu vergrößernden oder verringernden Wärmebedarf des Werkstückes vergrößert oder verringert. Mit einer derartigen Induktionseinrichtung ist eine Beeinflussung der Temperaturverteilung in Achsrichtung in weitem Maße möglich. Darüber hinaus eröffnet dieser Vorschlag die Möglichkeit, die Heizvorrichtung auf verschiedene axiale Längen der zu behandelnden Werkstückabschnitte einzustellen. Dies kann dadurch geschehen, daß die Heizleiterschleifen zueinander durch parallele Verschiebung längsgerader Begrenzungsseiten der Schleifen einstellbar ist.Around the heating device on cylindrical surfaces of various dimensions and thermal engineering Adapt characteristic, according to the invention, a magnetoinductive heating device with the workpiece is at most half Comprehensive surface-parallel loop inductor for axially limited, with one in the axial direction A cylindrical surface of a rotating workpiece to be provided uniformly with a hardening layer suggested. The device is characterized in that mechanical or hydraulic Means are provided for resiliently pressing the loop inductor against the surface to be heated and the sum of the slope amounts of all branches sweeping over each workpiece zone two loops, which can be moved separately in the axial direction, become larger with the zonal or reducing the heat requirement of the workpiece increases or decreases. With such a Induction device influences the temperature distribution in the axial direction to a large extent Dimensions possible. In addition, this proposal opens up the possibility of the heating device on to set different axial lengths of the workpiece sections to be treated. This can be done by happen that the heating conductor loops are longitudinally straighter to each other by parallel displacement Boundary sides of the loops is adjustable.

Die beiden Heizleiter werden in ihrer Lage zueinander einstellbar gestaltet, so daß in weitem Maße eine Einstellung des Gesamtwirkbereiches beider Heizleiter auf die axiale Länge des zu behandelnden Werkstückabschnittes möglich ist. Die Einstellung der Heizleiterschleifen zueinander wird dabei gemäß der Erfindung durch Parallelverschiebung längsgerader Begrenzungsseiten der Schleifen bewirkt. Diese Art der Verschiebung zur Einstellung der Schleifen zueinander wird dann anzuwenden sein, wenn die Schleife Dreiecksform oder Halbringform aufweist. Wenn dagegen die Heizleiterschleife eine kontinuierliche Kurvenform, beispielsweise Kreisringform, aufweist, so erfolgt die Einstellung zueinander durch Abrollen längs einer Kurve, wobei jeweils die geringste Annäherung zwischen beiden Schleifen sich in einem einzigen Punkt befindet. Als zusätzliche Maßnahme ist es ferner möglich, unmittelbar benachbarte Teile der Leiterschleifen in jeder Phase entweder mit gleichgerichtetem oder entgegengesetzt gerichtetem Strom zu speisen. Im einen Fall wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Gesamtwirkraum erreicht, im anderen Fall eine gesteigerte no Temperaturerhöhung in der Nähe der unmittelbar benachbarten Schleifenteile.The position of the two heating conductors is adjustable to one another, so that by far Measures an adjustment of the total effective area of both heating conductors to the axial length of the one to be treated Workpiece section is possible. The setting of the heating conductor loops to one another is thereby according to the invention by parallel displacement longitudinally straight limiting sides of the Grinding causes. This type of shift is then used to adjust the loops to one another to be used if the loop is triangular or semi-circular. If, on the other hand, the Heating conductor loop has a continuous curve shape, for example a circular ring shape, so takes place the adjustment to each other by rolling along a curve, with the closest approximation in each case is at a single point between the two loops. As an additional measure It is also possible to have immediately adjacent parts of the conductor loops in either phase to feed with rectified or oppositely directed current. In one case there will be a uniform temperature distribution in the total effective space achieved, in the other case an increased no Temperature increase in the vicinity of the immediately adjacent parts of the loop.

Zur Erläuterung der Erfindung sei zunächst Bezug genommen auf Abb. 1. In dieser Abbildung ist in schematischer Darstellung eine rechteckige Heizleiterschleife 1 gezeigt. Die beiden Zuführungen sind mit ihrer Isolation 3 bei 2 angedeutet. Unter der Heizleiterschleife ist schaubildartig über der Achsrichtung des Werkstückes die Einwirkdauer der Schleife auf die Werkstückoberfläche während des Werkstückumlaufes dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Kurve 4 der Einwirkdauer ihre höchsten Werte bei 5 erreicht, während im Mittelabschnitt 6 die Wirkdauer geringer ist. Sie beträgt etwa nur ein Viertel der Einwirkdauer der Stellen bei 5. Hierdurch ergibt sich eine erhebliche Tempe-To explain the invention, reference is first made to Fig. 1. In this figure a rectangular heating conductor loop 1 is shown in a schematic representation. The two feeders are indicated with their insulation 3 at 2. Below the heating conductor loop is graphically above the axial direction of the workpiece, the duration of action of the loop on the workpiece surface shown during workpiece rotation. It can be seen that curve 4 of the exposure time highest values reached at 5, while in the middle section 6 the duration of action is shorter. It amounts to only about a quarter of the exposure time of the points at 5. This results in a considerable temperature

raturerhöhung an den Enden des Gesamtwirkraumes gegenüber dem Mittelteil.temperature increase at the ends of the total effective space compared to the middle part.

Die Abb. 2 stellt einen Heizleiter 1 in Form eines Dreiecks dar, dessen Zuleitungen bei 2 gegeneinander isoliert, 3, dargestellt sind. Die Spitze des Dreiecks ist dabei in Umfangsrichtung des umlaufenden Werkstückes gelegt.Fig. 2 shows a heating conductor 1 in the form of a triangle, the leads at 2 against each other isolated, 3, are shown. The tip of the triangle is in the circumferential direction of the circumferential Workpiece.

Unter der Heizleiterschleife ist die Kurve 4 der Einwirkdauer entsprechend der Darstellung in Abb. ι aufgetragen. Die Dreicksform des Heizleiters hat, wie ersichtlich, eine Vergleichmäßigung der Einwirkdauer und damit auch der erzielten Temperaturerhöhung auf der gesamten axialen Länge des zu behandelnden Werkstückes zur Folge.Curve 4 of the exposure time is shown below the heating conductor loop as shown in FIG Fig. Ι applied. As can be seen, the triangular shape of the heating conductor is evened out the duration of action and thus also the temperature increase achieved over the entire axial Length of the workpiece to be treated.

In Abb. 3 ist in entsprechender Darstellung ein Heizleiter 1 in Halbkreisform dargestellt. Die Kurve 4 der Einwirkdauer zeigt eine etwas längere Heizdauer an den Enden des Gesamtwirkraumes als im Mittelteil. Soll das Minimum im Mittelteil der Kurve 4 ausgeglichen werden, so ist dies in einfacher Weise dadurch zu erreichen, daß der gerade Teil der Leiterschleife breiter gewählt wird, wie bei 7 gestrichelt angedeutet. Das Ergebnis wäre eine gestrichelte Kurve 8 der Einwirkdauer. In den Abb. 4 und 5 sind weitere Ausführungsformen von Heizleiterschleifen dargestellt, die je nach der gewünschten Form der Kurve für die Heizdauer über dem Gesamtwirkbereich anzuwenden sind. Die Rautenform nach Abb. 4 und die Kreisringform nach Abb. 5 haben besondere Vorteile bezüglich der Ausnutzung der elektrischen Energie. Namentlich die Kreisringform nach Abb. 5 ergibt eine besonders günstige magnetische Übertragung der Leistung auf das Werkstück, da die von dem Kreisring umschlossene Fläche 9 größte Ausdehnung bei geringstem Umfang aufweist, d. h., der eigentliche Heizleiter 1 ist in bezug auf die umschlossene Fläche besonders kurz.In Fig. 3, a heating conductor 1 is shown in a corresponding representation in a semicircular shape. the Curve 4 of the exposure time shows a somewhat longer heating time at the ends of the total effective space than in the middle part. If the minimum in the middle part of curve 4 is to be compensated for, this is shown in FIG easy to achieve by making the straight part of the conductor loop wider, as indicated by dashed lines at 7. The result would be a dashed curve 8 for the exposure time. In Figs. 4 and 5 further embodiments of heating conductor loops are shown, each to be used according to the desired shape of the curve for the heating time over the entire effective range are. The diamond shape according to Fig. 4 and the circular ring shape according to Fig. 5 have particular advantages regarding the utilization of electrical energy. Namely the circular ring shape Fig. 5 shows a particularly favorable magnetic transfer of power to the workpiece, since the area 9 enclosed by the circular ring has the greatest extent with the smallest circumference, d. In other words, the actual heating conductor 1 is particularly short in relation to the enclosed area.

Eine Heizvorrichtung, die mit Leiterschleifen gemäß der Abb. 2 bis 5 ausgerüstet ist, kann zwar zur Behandlung von Werkstücken benutzt werden, deren Durchmesser voneinander abweichen, wenn diese Abweichung nicht allzu große Beträge ausmacht, dagegen ist ihre Anwendung beschränkt auf solche Fälle, in denen die axiale Länge des zu behandelnden Werkstückabschnittes der größten Breite der Leiterschleife in Achsrichtung entspricht. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch ausgeglichen, daß zwei Heizleiter gleicher oder spiegelbildlich gleicher Form zur Erzeugung eines der axialen Länge nach einstellbaren Gesamtwirkbereiches zusammengesetzt werden. Beide Schleifen können dabei parallel oder in Reihe geschaltet sein, wodurch sich eine besonders günstige Ausnutzung der elektrischen Energie ergibt.A heating device equipped with conductor loops as shown in FIGS. 2 to 5 can are used to treat workpieces whose diameters differ from each other if this deviation is not too large, but its application is limited to those cases in which the axial length of the workpiece section to be treated is the greatest Corresponds to the width of the conductor loop in the axial direction. This disadvantage is thereby made according to the invention compensated for the fact that two heat conductors of the same or mirror-inverted shape to generate one the axial length can be combined according to the adjustable total effective range. Both loops can be connected in parallel or in series, which results in particularly favorable utilization the electrical energy results.

In Abb. 6 sind zwei halbkreisringförmige Leiter 1 etwa entsprechend den Heizleitern nach Abb. 3 vorgesehen. Die beiden Heizleiter sind in Richtung der Pfeile 10 parallel verschiebbar, so daß Einstellungen zwischen größter axialer Länge des Gesamtwirkbereiches (Abb. 6) und der geringsten axialen Länge möglich sind, nämlich dann, wenn beide Leiter sich zu einem vollen Kreisring ergänzen. In Fig. 6 there are two semicircular conductors 1 roughly corresponding to the heating conductors Fig. 3 provided. The two heating conductors can be displaced in parallel in the direction of arrows 10, so that Settings between the greatest axial length of the total effective area (Fig. 6) and the smallest axial length are possible, namely when both conductors complement each other to form a full circular ring.

In Abb. 7 ist eine der vielen möglichen Zwischenlagen dargestellt. Die Speisung der beiden Heizleiter ι soll entgegengesetzt gerichtet sein, so daß die Stromrichtung in einer Phase, wie durch Pfeile 6 dargestellt, insbesondere in den geraden benachbarten Teilen entgegengesetzt gerichtet ist. Unter den Heizleitern ist jeweils die Kurve 4 der Heizdauer aufgezeichnet. Die von den Heizleiterschleifen erzeugten Kurven 4 sind untereinander gleich. In der Mitte des Gesamtwirkbereiches zeigt die Gesamtkurve 4 eine verhältnismäßig starke Einbuchtung 12. An dieser Stelle würde daher an sich durch die geringe Einwirkdauer eine geringere Heizwirkung zu beobachten sein, indes wird diese Wirkung ausgeglichen durch eine gewisse Steigerung der Einwirkdauer bei 13. Die Gesamtwirkung beider Heizschleifen in der in Abb. 6 dargestellten gegenseitigen Lage führt mithin zu einer gleichmäßigen Temperaturerhöhung auf der gesamten überspannten axialen Länge des Werkstückes.Fig. 7 shows one of the many possible intermediate layers. The supply of the two heat conductors ι should be directed in the opposite direction, so that the current direction is in one phase, as through Arrows 6 shown, is directed opposite in particular in the straight adjacent parts. Curve 4 of the heating duration is recorded under the heating conductors. The ones from the heating conductor loops generated curves 4 are equal to one another. In the middle of the total effective range shows the overall curve 4 has a relatively strong indentation 12. At this point, therefore, would appear A lower heating effect can be observed due to the short exposure time, but this will be Effect balanced by a certain increase in exposure time at 13. The overall effect both heating loops in the mutual position shown in Fig. 6 therefore leads to a uniform Temperature increase over the entire spanned axial length of the workpiece.

Die Verhältnisse, die dann eintreten, wenn die beiden Heizleiterschleifen in Richtung der Pfeile 10 parallel zueinander \^rerschoben werden, um einen Werkstückabschnitt geringerer axialer Länge behandeln zu können, sind in Abb. 7 dargestellt. Die Kurve der Einwirkdauer hat die Form 4, und zwar besitzt diese im Bereich des Mittelteiles zwei Maxima 14, zwischen denen ein Gebiet 15 etwas erhöhter Einwirkdauer gegenüber dem restlichen Teil der Einwirkzone liegt. Wie die Erfahrung lehrt, gleichen sich jedoch diese Spitzen zu einer gleichmäßigen Temperaturerhöhung auf der gesamten axialen Länge des Wirkbereiches aus. Werden* die beiden Heizleiterschleifen 1 so weit zueinander verschoben, daß sie sich zu einem vollen Kreisring ergänzen, so erhält der Kurvenzug die Form 4'. Diese Kurvenform entspricht weitestgehend der Kurvenform, die ein Heizleiter 1 (Abb. 1) erzeugt.The conditions which occur when the two Heizleiterschleifen be erschoben in the direction of the arrows 10 parallel to each other \ ^r, to be able to treat a workpiece portion smaller axial length, shown in FIG. 7. The curve of the exposure time has the shape 4, and in fact it has two maxima 14 in the area of the central part, between which there is an area 15 of somewhat increased exposure time compared to the remaining part of the exposure zone. As experience shows, however, these peaks compensate for a uniform increase in temperature over the entire axial length of the active area. If the two heating conductor loops 1 are shifted so far to one another that they complement each other to form a full circular ring, the curve is given the shape 4 '. This curve shape largely corresponds to the curve shape generated by a heating conductor 1 (Fig. 1).

Die Ausbildung gewisser Maxima in bezug auf die Einwirkungsdauer an den Enden des Gesamt-Wirkungsbereiches lassen Vorrichtungen gemäß Abb. 6 und 7 geeignet scheinen für solche Fälle, in denen der zu behandelnde Werkstückabschnitt von irgendwelchen größeren Massen begrenzt ist, die eine Wärmeableitung befürchten lassen. Ist dagegen der zu behandelnde Werkstückabschnitt nicht von irgendwelchen größeren Massen begrenzt, so erscheint es zweckmäßig, sich einer Vorrichtung gemäß Abb. 8 zu bedienen. Die Heizleiter 1 haben Dreiecksform und sind spiegelbildlich gleich. Sie werden zueinander verschoben in Richtung des Pfeiles 10. Bei einer Stellung, wie sie in der Abb. 8 angedeutet ist, ergibt sich eine Kurve der Wirkdauer 4. Nach den Randgebieten fällt die Kurve, wie bei 16 angedeutet, langsam ab. Wenn die beiden Heizleiter in einer Stellung zueinander benutzt werden, in der sie sich zu einer Raute ergänzen, so ergibt sich eine Kurve der Wirkungsdauer 4'. Auch hier ist ein langsamer Abfall an den Enden bei ιό erreicht. Im übrigen unterscheidet sich die Kurve, abgesehen von einer vollkommenThe formation of certain maxima in relation to the duration of action at the ends of the total area of action let devices according to Fig. 6 and 7 seem suitable for those cases in which the workpiece section to be treated from is limited to any larger masses that cause heat dissipation to be feared. Is against the workpiece section to be treated is not limited by any larger masses, so it seems appropriate to use a device according to Fig. 8. The heat conductors 1 have Triangular shape and are mirror images of the same. They are shifted towards each other in the direction of the Arrow 10. In a position as indicated in Fig. 8, there is a curve of the duration of action 4. After the edge areas, the curve slowly drops, as indicated at 16. If the both heating conductors are used in a position to each other in which they complement each other to form a rhombus, this results in a curve with the duration of action 4 '. Again, there is a slow decline reached the ends at ιό. Apart from one, the curve is completely different

geraden Ausbildung im Mittelteil, nicht wesentlich von der Kurve, die die beiden Leiterschleifen in anderen Relativstellungen zueinander erzeugen.straight training in the middle part, not significantly different from the curve that the two conductor loops in generate other relative positions to each other.

Soll unter Anwendung der Dreiecksform für die Heizleiterschleife die Behandlung von Werkstücken ermöglicht werden, deren aufzuheizende Zone von starken Werkstoffanhäufungen begrenzt wird, so wird eine Anordnung nach Abb. 9 zu wählen sein, wobei dann die gegenseitige Verschiebung der dreieckigen Leiterschleifen 1 in Richtung des Pfeiles 10 erfolgt.The aim is to treat workpieces using the triangular shape for the heating conductor loop be made possible, the zone to be heated is limited by strong accumulations of material, so an arrangement according to Fig. 9 will have to be selected, with the mutual displacement of the triangular Conductor loops 1 in the direction of arrow 10 takes place.

Je nachdem, welchen Erfordernissen entsprochenDepending on what requirements are met

werden muß, können auch andere Formen für die Heizleiterschleifen zur Anwendung gelangen, so beispielsweise zwei quadratische Schleifen gemäß Abb. 10.must be, other shapes can be used for the heating conductor loops, see above for example two square loops according to Fig. 10.

Bei den einzelnen Vorrichtungen gemäß Abb. 6 bis 10 lassen sich zusätzliche Wirkungen dadurch erzielen, daß die Stromrichtung in jeder Phase in den einzelnen Heizleiterschleifen so gewählt wird, daß sie in unmittelbar benachbarten Teilen nicht entgegengesetzt, sondern gleichgerichtet ist. Während bei entgegengesetzter Stromrichtung in diesen unmittelbar benachbarten Leiterteilen eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Gesamtwirkraum erzielt wird, würde man bei entgegengesetzter Richtung eine gesteigerte Temperaturerhöhung in der Nähe der unmittelbar benachbarten Schleifenteile erzielen. So würde beispielsweise in den Abb. 9 und 10 bei Wahl einer Stromrichtung 11' für den einen Heizleiter sich in einer auf das Werkstück projizierten Zone 17 eine starke Temperaturerhöhung ergeben.In the case of the individual devices according to FIGS. 6 to 10, additional effects can thereby be achieved achieve that the current direction is selected in each phase in the individual heating conductor loops, that it is not opposite in immediately adjacent parts, but in the same direction. While if the direction of current flows in the opposite direction in these directly adjacent parts of the conductor, a uniform one Temperature distribution in the total effective space is achieved, one would in the opposite direction an increased temperature increase in the vicinity of the immediately adjacent loop parts achieve. For example, in Figs. 9 and 10, if a current direction 11 'is selected for the a heating conductor shows a strong temperature increase in a zone 17 projected onto the workpiece result.

Während nach den Abb. 6 bis 10 die Heizleiterschleifen gerade Begrenzungsflächen aufwiesen oder zum mindesten die Parallelverschiebung zur gegenseitigen Einstellung längs der geraden Linie erfolgte, ist es auch möglich, bei Leiterschleifen in Kurvenform die Verschiebung längsgebogener Begrenzungsflächen vorzunehmen.While according to Fig. 6 to 10 the heating conductor loops had straight boundary surfaces or at least the parallel displacement to the mutual If the setting was made along the straight line, it is also possible to use conductor loops in Curve shape to move longitudinally curved boundary surfaces.

In Abb. 11 ist eine Vorrichtung dargestellt, die aus zwei kreisringförmigen Leiterschleifen 1 besteht. Zur Veränderung der auf die Werkstückoberfläche projizierten Wirkfläche wird die eine Leiterschleife längs einer Kurve 10 abgerollt, wobei die geringste Annäherung zwischen beiden Schleifen jeweils in einem Punkt besteht. Die projiziert^ Wirkfläche 18 wird größer, wenn die Bewegung im wesentlichen in Richtung 10' stattfindet, sie wird kleiner, wenn sie in Richtung 10" erfolgt. Stehen die beiden Heizleiterringe, bezogen auf die Darstellung, senkrecht übereinander, so ist die aufgeheizte Fläche am schmälsten, sie ist am breitesten, wenn die Heizleiterringe waagerecht nebeneinander stehen. Eine derartige Vorrichtung bewirkt in jeder möglichen axialen Stellung der Heizleiterschleifen zueinander die gleiche Heizdauer, in Achsrichtung des Werkstückes gesehen.In Fig. 11 a device is shown, which consists of two circular ring-shaped conductor loops 1. To change the effective area projected onto the workpiece surface, one Conductor loop unrolled along a curve 10, the closest approximation between the two loops each consists of one point. The projected ^ effective area 18 becomes larger when the movement in the essentially takes place in direction 10 ', it becomes smaller if it takes place in direction 10 ". Standing the two heating conductor rings, based on the illustration, vertically one above the other, then the heated one is The area is narrowest, it is widest when the heating conductor rings are horizontally next to each other stand. Such a device works in every possible axial position of the heating conductor loops the same heating time to one another, viewed in the axial direction of the workpiece.

In Abb. 12 sind zwei Heizleiter 1 von etwaSteigbügelform dargestellt. Die Verschiebung erfolgt ebenfalls auf einer Kurve, die bei 10 angedeutet ist.In Fig. 12 there are two heat conductors 1 roughly shaped like a stirrup shown. The shift also takes place on a curve which is indicated at 10.

Die Tatsache, daß in Vorrichtungen gemäßThe fact that in devices according to

Abb. 11 und 12 die beiden Heizleiter nur in einem Punkt unmittelbar benachbart sind, hat zur Folge, daß die Ströme der beiden Heizleiter sich gegenseitig nicht wesentlich beeinflussen. Es kann daher, ohne daß eine Änderung in der Gesamtheizwirkung eintritt, die Speisung der Schleifen gleichsinnig oder gegensinnig erfolgen.Fig. 11 and 12 the two heat conductors only in one Point are immediately adjacent, has the consequence that the currents of the two heating conductors are mutually exclusive do not affect significantly. It can therefore without a change in the overall heating effect occurs, the loops are fed in the same direction or in opposite directions.

Gelegentlich kann es erforderlich sein, einen Werkstückabschnitt zu behandeln, dessen axiale Länge auf dem Umfang verschieden groß ist, d. h. also eines Abschnittes, dessen Endbegrenzungen Wellenform aufweisen oder mit gewissen Absätzen versehen sind. Der Forderung, einen solchen Abschnitt zu erhitzen, kann dadurch genügt werden, daß den beiden Heizleiterschleifen eine gegenseitige Hin- und Herbewegung oder eine Bewegung erteilt wird, die längs Kurven erfolgt, entsprechend der Verschiebung bei Vorrichtungen gemäß Abb. 11 und 12. Diese Hin- und Herbewegung kann in Anpassung an den Umlauf des Werkstückes entweder kontinuierlich oder absatzweise erfolgen. Die Steuerung kann durch Kurvenscheiben od. dgl. erfolgen.Occasionally it may be necessary to treat a workpiece section whose axial Length is different on the circumference, d. H. thus a section, its end boundaries Have wave form or are provided with certain paragraphs. The requirement for such a section to heat, it can be sufficient that the two heating conductor loops are mutual Reciprocating motion or motion that occurs along curves is given, according to the Displacement with devices according to Fig. 11 and 12. This back and forth movement can be adjusted in on the circulation of the workpiece either continuously or intermittently. the Control can be carried out by cams or the like.

Die Heizleiter der Ausbildungsformen Abb. 6 bis 12 gemäß der Erfindung sind in den Zeichnungen der Einfachheit halber als einwindig dargestellt worden. Selbstverständlich können an Stelle der einwindigen Heizleiter auch mehrwindige benutzt werden. Wann mit Vorteil ein- oder mehrwindige Schleifen benutzt werden sollten, ergibt sich unter Berücksichtigung der vorhandenen Erzeugeranlage bzw. der Schaltung, d. h. ob unter unmittelbarem Stromanschluß an den Erzeuger oder unter Zwischenschaltung von Transformatoren gearbeitet werden soll. Die Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind beschrieben in Verbindung mit Maßnahmen, bei denen das im wesentlichen zylinderförmige Werkstück während des Erhitzens mehrmais umläuft. Vorrichtungen der beschriebenen Art können aber auch in einem gewissen Umfang verwendet werden, wo es darauf ankommt, ebene oder gekrümmte Werkstücke im fortschreitenden Verfahren zu erhitzen und jeweils nach erreichter Härtetemperatur abzuschrecken.The heating conductors of the embodiments Fig. 6 to 12 according to the invention are in the drawings has been shown as a single wind for the sake of simplicity. Of course, instead of the single-turn heating conductors can also be used with multi-turn heating elements. When to use single or multiple winds? Loops should be used, takes into account the existing generating system or the circuit, d. H. whether with direct power connection to the producer or under Interconnection of transformers is to be worked. The devices according to the invention are described in connection with measures in which the essentially cylindrical Workpiece rotates several times during heating. Devices of the described Art can also be used to a certain extent where it matters, level or to heat curved workpieces in the progressive process and in each case after they have been reached Quench hardening temperature.

Claims

Patent claims:

i. Magneto-inductive heating device with a maximum of half the workpiece, Surface-parallel loop inductor for axially limited, with a uniform in the axial direction with a hardness layer to be provided cylindrical surface of a rotating workpiece, characterized in, that mechanical or hydraulic means for resiliently pressing the loop inductor against the surface to be heated are provided and the sum of the slope amounts of all each workpiece zone sweeping over branches of two in the axial direction separately movable loops with the zonally increasing or decreasing Heat requirement of the workpiece increased or decreased.

2. Apparatus according to claim i, characterized by an adjustment of the heating conductor loops to each other by parallel displacement along the straight edges of the loops.

3. Apparatus according to claim 2, characterized by an adjustment of the preferably circular heating conductor loops to each other by rolling along a curve closest approach between both loops to a point.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized characterized in that immediately adjacent parts of the heating conductor loops in the same Phase can be fed with the same or oppositely directed current in order to achieve a uniform Temperature distribution in the total effective space or an increased temperature increase in the vicinity of immediately adjacent loop parts to achieve.

Considered publications:
Book by PV Wologdin: "Surface hardening after the induction process", 1939, Moscow and Leningrad, pp. 157, 158, 222 of the German translation.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings