DEP0004371BA - Glühvorrichtung mit einer Hochfrequenzspule für kleinere Werkstücke aus magnetischen Werkstoffen - Google Patents

Description

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Γ 4371 TIIIa/21h E Gr.29/05

Glühvorrichtung mit einer Hochfrequenzspule für kleinere Werkstücke _nBxis . !ästhetischen^ Werkstoff en*. _m

Bor Bau der Haltevorrichtung;,, um kleinere Werkstücke so lange im Hochfrequensfeld festzuhalten, bis sie auf die zur Härtung erforderliche !Semper atm? gekommen sind₈ bereitet erhebliche Schwierigkeiten,,, da es nur schwer möglich ist, mechanische Torrichtungen für die beim Sochfrequenzglühen vorkommenden Arbeitsgeschwindigkeiten von geringen Bruchteilen von Sekunden au bau en $ denn das Werkstück muss sick innerhalb der G-lühspule befinden und darf dabei nicht durch metallische Halterung gegen das Hochfretuenzfeld abgeschirmt seia_s weil es eich sonst an diesen Stellen nicht ©rhitst« Für eine Halterung aus Isolierstoff fehlt ©s jedoch an geeignetem Material, das dan hohen temperatur©» und der grossen iemperaturweehselbesaspruehuag gewachsen 1st a

®s ist nun allgemein bekamt, dass man Gegenstände aus magnetisches Werkstoffen durch ent epr ©eh. end kräftige lagnatfelöer halten kann» Da die ferzOmagnötischen "Sigenschaften derartiger Werkstoffe beim Erhitzen schwächer werden und beim Erreichen dee Curie-Riaktes gaas verloren gehen und dieser Punkt stets unter der zvlz H&rtung erforderlichen Temperatur liegt, lässt sieh das Problem hierdurch aicht ohne weiteres lösen. Auch der Torschlag, die Glühspule so lang su machen» dass das Werkstück auf dem Fallweg durch die Spule hindurch noch bis zur Härtetemperatur erhitzt wird_s ist nicht anwendbar, da bei den hohen in Frag® kommenden Frequenzen derartig lange Spulen wegen tier hohen Verluste nicht verwendet werden können* Bs sind also noch, besondere Massnahmen erforderlich^ um das Slühgut solange im Hocbfrequensfeld au halten, bis es auf Härtetemperatur gekommen ist.

Erfindungsgemäss geschieht aas dadurch, dass die Werkstücke auf ihrem Fallweg durch das Magnetfeld eines oder mehrerer llsktiO- oder Permanentmagnete verzögert werden, und dass das Bociifrequsnzfeld so in seiner Steirire bemessen ISt₈₁ dass ein feil des Werkstückes eisern spezifisch schwächeren Hoc&fregaeaz-fcgnetfeld ausgesetzt₉ also geringer erwärmt wird_? so dass dieser 2?eil_s an dem das Haltemagnetfeld hauptsächlich aag^eift_s erst dann seine magnetischea Eigenschaften soweit Terliert,-=^^- das ferkstüei auszufallen begiaat« weaa die anderen Seile des Werkstückes bereits über Härtetemperatur erhitst

sind* Bi© ®rfladung soll nwx aa Hand von 5 Abb„ näher erläutert werdenι

Ia Abb*1 Ist beispielsweise ein© kleine Welle 1 mit zwei Lagerzapfen gezeigt, die gehärtet werd©a sollen, während das Mittelteil 2 der Welle 1 sieht gehärtet werden tor mietet. Als Glühspule ist hierbei eine einfach® sylindrisciie Wendel 4 vorgesehen, bei der die Abstufung äer Stärke des erzeugenden Eochfregueazmagnetfeldes dadurch er~ reieht wird* dass die Amp^rewinduagsaahl pro es - die die örtliche Feldstärke "beeinflusst - für die Jiehezapferi gegenüber der ilmpirewindungszahl pro cm für das Mittelteil 2 dadurch grosser gemacht wurde₉ dass die Wendel, soweit sie die Aeiiszapfen uasohliesst, mit geringerem Windungsabstand gewickelt wurde als bei dem fell der Wendel, der den Mittelteil umgibt. An dieser letzteren Stelle greift das Haltsmagnetfeld 3 an« leim Einschalten des Hochfre^uenastromee erhitzt sieb, nun die WeIIe₈ und zwar aa den beiden Aehsaehenfasln am schnellsten, so dass diese !bereits über Härtetemperatur erhitzt Sinti., wenn die Haltekraft des Magnetfeldes 3 infolge des Rückganges der magnetisehsn Eigenschaften durch die Erwärmung des Mittelteiles 3 so sehwacii geworden iet, dass die Welle aus der Spule heraus is/dsus Abschreckbad fällt ο

In ·«,2 ist beispielsweise eine Nähmaschinennadel 1 gezeigt_s die einer "Siawindaagsspule bsw. einem Konzentrator S erhitzt werden ©oll« Bie Abstufung d@s Hochfrequenafeldes wird hierbei dadurch erreicht, dass £®r Al>staad 5 des Leiters S von dem Kolben 2 der Stadel 1 gr8S©x* gewählt mirö© als der Abstand des Leiters Ton dem Schaft der fadel* Ia dam FaIl₅ dass wie hier das 01ühgut an einem Bade schwächer erhitzt werden SoIl₈ kann man die Abstufung äes Eochfrequenamagnetfel— des auch daaiirch erreichen, dass men diesen Seil, der schwacher er~ M-tat werden soll, etwas aus der Gliihspule unten oder oben heraus-ragen lässt, da hier das Sagnetfeld schwächer ist*

In *Wij? soll beispielsweise der Bolzen 1 auf g&nse Länge gleichntässig oberflächengehärtet werden. Dabei wirö die Frequenz und Stärke des Hochfre^uensioagnetf aides so hoch gewählt _s dass die Erwärmung des inneren feiles des Werkstückes erst üaxm. so gross wird_f dass das Haltemagnet^!"βId soweit geschwächt wird und der Bolsen zum Ausfallen kommt s wen« die Oberflachensehicikt bereii?® über Härtetemperatur eröltzt ist.

B©i feilen s die über ihre ganz© Läng© gehärtet sein müssen * aad bei denen die gewiineuahte Binhärtetiefe au gross ist, um nach dem Vorschlag, der in s&^s^-dargestellt ist, rorzugehen_s wählt man als feil ₃

der geringer erhitzt werden soll, den fell des Werkstückes ₉ der ai geringst en beansprucht ist, und bei β em ©β infolgedessen auf die, Qütre der Härtung weniger aateoasit. SSweckiaässig wählt man den geringer ^ erhitzenden Teil im oberen Teil der Spul©« de. er dann nach durch das Balteinagaetfeld noch am längsten in der Spule verbleib* · lim zu erreichen, dass aueh dieser Teil noch auf Härtetemperatur klommt, erhitst man die benachbarten Seile 6 des Werkstückes starker als ßie arideren, wie es in Abb.4 für einen Bölsen 1₉ der in der Mitte geringer erhitzt wird, gezeigt ist, wobei die Abstufung des magnetf«ldes beispielsweise durch entsprechende Ausbildung der wendel erreicht wird» Bann erhitzt sieh. $eil 2 infolg© des Wärmefluss©s van den höher erhitzten Stellen 6 her währestd des Falles weiter, so dass er auf Härtetemperatur kommt. Die lallseit kanu aan noch verlängern dadurch, dass saan weitere Magaetf elder 7 wechselnder Polarität längs des fallweges dareh di© rSpml© anordnet« di® als Iremsmagaete wirken. A-usserdem ist ©@ mSglicla_s das Slühgiit 1 niolxt frei ausfallen su lassen^ sondern das Isolierrohr 12 etwas zu neigen,, so dass das Glühgut durch das Bohr rutschen aus® und so durch die entstehende leibung verzögert wird.

Eine weitere Terbesserung dss Glilhergebnisses ₉ besonders w<&an die zu schwach erhitzte Stelle ©ich am oberen Ende aas ©lilhgutes befindet, kenn ©rfindungsgemäss daaurch erreicht werden, dass man einen £oQs@atrator S anwendet, bei &em der untere fail der Slüköffnuag, in dea sichi solange das Werkstück gehaltea^ird, kein Slühgut befindet, konisch ausgebildet ist, wie es in Mkr.5, rechts gezeigt ist. Hierdurch konaentriert sich beim Ausfallen des Werkstückes die gesamte dem Konzentrator zugeführt© Leistung im Augenblick des Durehtrittes dos oberen Indes 6es Werkstückes dureh den Konus auf dieses, wodurofe es in diesem Augenblick noch kräftig erhitzt wird*

Die Schwierigkeiten, die Magnete in nächster Iahe des Werkstückes anzuordnen und vor dem starken Hochfrequenzmagaefcfeld absusohirmea» werden erfindungsgeatäss dadurch überwui^enj dass die Glühsf/Ule als Konssntrator ausgebildet wird_s wie in :^m„5 dargestellt, und dass die Ilagnet© innerhalb des inaktiven Kupfers das Eonsentrators angebracht werden» Dabei ist es zweckmassig^. den Konssstrator mit mehreren Glüh öffnungen su versehen, wie ia 5 ss^s^E^s ^a dann bsi geringer Tergrosserung seiner Verluste gegeim&er der Anordnung mit einer Gießöffnung _f wie sie vorstehend in -ä^%2 dargestellt wurde _f gleichzeitig mehrere feile behandelt werden können, wodurch die Verschlechterung des \?irkuagsgrades des Eonsentrators gegenüber der Ölühspule weitgehend wieder ausgeglichen wird,, besonders wenn der

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Konzentrator 8 säst der Hochfrequenzerregerspule 9 noch mit einem Maat el aus U-förmig geschnittenen dünnen Eisenblechen 11 umgeben wird» Die einzelnen Bohrungen können den Glüherfordernissen verschiedener Werkstücke angepasst sein, ohne dass Gefahr besteht, dass die Harteergebnisse unterschiedlich ausfallen, da das Ausfallen des Glühgutes von der erreichten Temperatur abhängig ist.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen "beschränkt, sondern kann bei allen ähnlich gelagerten angewendet werden.

Abb.

Claims (11)

Patentansprüche Patentansjpruch.ei

1) &lüfevorrichtaiig mit einer Hochfrequenzspule für kleinere Werk-* stücke aus magnetischen Werkstoffen, die beim Burehfallen durch die Spule erhitzt werden₈ dadurch ge&ennseich&et, dass die Werkstücke auf ihrem Fallweg durch das Miag&etf elä eines oder raehrerei Slektro- oder Permanent-Magaetea verzögert werden, uad dass das Hochfrequenz-Magnetfeld in seiner Stärke so bemessen ist, dass ein Teil des Werkstückes geringer bzw* später erhitzt wird und seine magnetischen ISigeasehaften erst dann verliert, wenn die anderen feile bereits über Härtetemperatur erhitzt sind.

2) Glühvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das© zur Abstufung des Hochfrequeazf©Ides die AmpSfrewindurigszahl pro cm für den Teil des Werkstückes, der geringer bzw« später erhitzt werden soll, geringer gewählt ist als die Amperewiaäuagsaahl pro cm für die höher bzw«, früher su erwärmenden feile*

3) Glühvorrichtung nach. Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstufung des Hocnfrequenzfelöes für den Teil des Werkstückes, der geringer "bzp* später erhitzt werden soll, die Hochfrequent führenden Leiter grösseren Abstand vom Werkstück haben als von den Teilen, die stärker bzw. früher erhitzt werden sollen«

4) Glühvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass di© Wärmeverteilung auf dem dlühgut durch eine Kombinatioa der beiden Anordnungen nach Anspruch 2 und 3 erreicht wird.

5) Glühvorrichtung nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die Feldverteilung derart gewählt ist, dass di® dem schwächer erhit at en !Peil des Werkstückes benachbarten Seile so weit über Hartetemperstur erhitzt werden, dass infolge des W&rmeflusses

von diesen Seilen auch das schwächer erhitzte fell während des Falles aus der iäluiispule la das Abschreckmittel noch "fels auf Härtetemperatur kommt»

6) C-lOavorrielitung nach Ässp-^cii 1-5 dadurch gekennzeichnet, dass ausser des. oberstes Haltemagnet!! el & noch, weitere susätsiiefa© 15a©- aatfalöer wechselnder Polarität torgeseiien sind_f mm üiirch die beim fall öiircfe die lfagaetfelaer im ?ierkstück eiwsteiienciea WirbalstrÖsie eiae bremsende Wirkung auf das Werkstück aussuübea«

?) SlüliTorrietituns nach. Ansprucii 1-6 «laäureb. gekemaseicluaet _s dass das GXüTagjit ö.urch ©in schräg gestelltSB₉ konzentrisch zur Spul© angeordnetes IsoIierrohr abrutscht, sobald die Segnete es freigelassea iiabea.

8) GliüiTorriciit-ans aacsit Aaepruok 1-7 dadurcli gekeaazeiehaet^ dass eiae ?iawin&ungsspul©_s d.i. ein Konzentrator,, als ßlUlispule äi@nt₉ wobei die Hsltamagaete innerhalb des inaktiven Kupfers angeordnet uad dadurcla gegen ύ@η Sinflusß des Hocnfrequenzf eldes abgescliirarfc sind.

9) £11 oh vorrichtung nacii Anspruch 3 dadureli gekeanseieimet, dass der komplette Konzentrator jsainfc Brr@g©rspul© von U-föriais gesciiaitte~ nen radial angeordneten "Bisenbleeiien umgeben ist«

10) Glühvorrichtung nach Anspruch 8 und 9 dadurch gekennseiehnet* dass der Konzentrator mehrere CrlühöTfnmngen besitzt, die sur Behandlung verschiedenartiger Crlühgüter verschieden ausgebildet sein känaene

11) Ulühvorrichtuag nach Anspruch 3 - 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Glilhöffnungen im unteren Ende konisch ausgebildet sind.

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