DEP0004371BA

DEP0004371BA - Annealing device with a high frequency coil for smaller workpieces made of magnetic materials

Info

Publication number: DEP0004371BA
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. Heine
Original assignee: Dr.-Ing. Karl Heine, Berlin
Publication date: 1950-11-09

Description

rA35377'»30.b.^r:ÖrA35377 '»30.b. ^r : Ö

Γ 4371 TIIIa/21h E Gr.29/05Γ 4371 TIIIa / 21h E size 29/05

Glühvorrichtung mit einer Hochfrequenzspule für kleinere Werkstücke _nBxis . !ästhetischen^ Werkstoff en*. _m Annealing device with a high frequency coil for smaller workpieces _n Bxis . ! aesthetic ^ materials *. _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 Boron construction of the holding device;, to hold smaller workpieces in the high frequency field until they reach the level required for hardening! Semper atm? ₈ causes considerable difficulties, since it is difficult to establish mechanical gate directions for the working speeds of small fractions of a second that occur during high-frequency annealing because the workpiece must be inside the glow coil and must not pass through metallic ones "However, missing for a holder of insulating material © s of suitable material dan high temperature © 'bracket against the Hochfretuenzfeld shielded seia _s because it does not verifiable © rhitst else at these sites and the large iemperaturweehselbesaspruehuag grown 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.It is now generally known that objects made of magnetic materials can be checked by ent eh. can hold up extremely strong lagnation »Since the ferzo-magnetic" properties of such materials become weaker when heated and are lost when the Curie-Riactes are reached and this point is always below the temperature required for the period of hardening , the problem cannot be solved without further ado. Also the Torschlag make the incandescent coil as long su "that the workpiece on the fall path through the coil until the hardening temperature is heated _s is not applicable because such a long coil is not used for animal high losses at the high coming in Frag® frequencies Special measures are necessary to keep the slurry in the high frequency field until it has reached the hardening temperature.

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 erhitstAccording to the invention happens aas in that the workpieces to be delayed on their path of fall by the magnetic field of one or more llsktiO- or permanent magnets, and that the Bociifrequsnzfeld so in its Steirire dimensioned ₈₁ that a bargain of the workpiece iron specifically weaker Hoc & fregaeaz-fcgnetfeld subjected ₉ thus less is heated _? ? so that these two ecause of the _s aag the holding magnetic field mainly ^ _s eift only his magnetischea reaches as far Terliert, - = ^^ - the ferkstüei begiaat fail "WEAA the other ropes of the work already erhitst about hardening temperature

sind* Bi© ®rfladung soll nwx aa Hand von 5 Abb„ näher erläutert werdenιare * Bi © ®rfladung should nwx aa hand of 5 Fig "be explained in more detail

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 οIa Fig * 1 is shown, for example, a © small shaft 1 with two bearing journals that are to be hardened © a, while the middle part 2 of the shaft 1 looks to be hardened tor rents. As incandescent coil a einfach® sylindrisciie helix 4 is provided in this case wherein the gradation OCE thickness of the generating Eochfregueazmagnetfeldes characterized it is ~ reieht * that the Amp ^ rewinduagsaahl per there - which influences the local field strength "- for the Jiehezapferi opposite the ilmpirewindungszahl per cm for the middle part 2 was made larger _{9 by the} fact that the helix, as far as it fits the cones, was wound with a smaller pitch than in the case of the helix that surrounds the middle part ^ uenastromee heats up, now the shaft ₈ , namely aa the two eyesight fibers fastest, so that these! already heated above the hardening temperature Sinti., when the holding force of the magnetic field 3 has become so sehwacii as a result of the decrease in the magnetic properties due to the heating of the central part 3 iet that the shaft falls out of the coil is / from the quenching bath 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 · "2 a sewing machine needle 1 is shown, for example _s bsw that of a" Siawindaagsspule. A concentrator S are heated © oll 'Bie gradation d @ s Hochfrequenafeldes is achieved here by the fact that £ ®r Al> staad 5 of the conductor S of the the piston 2 Stadel 1 gr8S © x * elected Miro © be ₅ that as the heated weaker here 01ühgut at a bath than the distance of the conductor sound the shaft of the Fadel * Ia dam FAIL Soll ₈ may be the gradation of äes Eochfrequenamagnetfel- also daaiirch ensure that men this rope, the weak he ~ M-tat to be somewhat out-tower can, since the Sagnetfeld is weaker from the Gliihspule or down *

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. In * Wij? if, for example, the bolt 1 is to be surface-hardened uniformly over the entire length. The frequency and strength of wirö Hochfre ^ uensioagnetf aides so high _s that the heating of the inner Feiles the workpiece only üaxm. so great is _f the holding solenoid ^! "βId is the extent weakened and Bolsen in precipitation is s whom" the Oberflachensehicikt bereii? ® is zt erölt about curing temperature.

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 B © i files that have to be hardened over their entire © length © * aad where the required depth of hardness is great, in order to proceed according to the suggestion shown in s & ^ s ^ - _{s is} selected as file 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.which should be heated less, the skin of the workpiece ₉ which is least stressed, and in the case of β em © β consequently on the quarry of hardening less aateoasit. Usually one chooses the lower heating part in the upper part of the bobbin. If it then remains in the coil for the longest through the Balteinagaetfeld, the neighboring ropes 6 of the workpiece are heated more strongly than they are, as shown in Fig. 4 for a Bölsen 1 ₉ is heated less in the middle, is shown, wherein the gradation "is L of achieved for example by appropriate design of the helix" of magnetf spell check heated. $ art 2 infolg © of heat flow © s van den higher heated points 6 ago währestd the case further, so that it comes to hardening temperature. The lallseit Kanu aan can be extended by arranging further magaetf elder 7 of changing polarity along the path of the fall. In addition, © @ mSglicla _s the Slühgiit 1 should not be allowed to fall out ^ but rather the insulating tube 12 should be inclined slightly so that the annealing material slips out through the drilling and is thus delayed by the resulting slack.

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*A further improvement of the glow result ₉ especially w <& at the too weakly heated place © I is at the upper end of aas © lilhgood, can be achieved according to the invention by using a £ oQs @ atrator S, at & em the lower fail of the Slüköffnuag, in dea sichi as long as the workpiece is being held, there is no slühgut, is conical, as shown in Mkr.5, right. As a result, if the workpiece fails, the entire power supplied to the concentrator is concentrated on the workpiece at the moment it passes through the upper end of the workpiece through the cone, whereupon it is still vigorously heated at that moment *

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 derTo arrange the difficulties, the magnets in the next IAHE of the workpiece and prior to the sharp Hochfrequenzmagaefcfeld "absusohirmea erfindungsgeatäss be characterized überwui ^ enj that is formed the Glühsf / Ule as Konssntrator _s as in: represented ^ m" 5, and that the Ilagnet © within inactive copper to be attached to the Eonsentrators »It is expedient ^. Provide the Konssstrator with several annealing orifices, as generally 5 ss ^ s ^ E ^ s ^ a then bsi slight increase in its losses compared to the arrangement with a pouring opening _f as it was shown above in -ä ^% 2 _f treated several files at the same time can be, whereby the deterioration of the \? irkuagsgrad the Eonsentrator compared to the Ölühspule is largely compensated again, especially if the

A ?^Γ.Γ7 7",*Ήΐ u ^Γ A? ^Γ .Γ7 7 ", * Ήΐ u ^Γ

ι I- ι I-

i : ^f*JU,3.i: ^f * JU, 3.

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.Concentrator 8 is surrounded by high-frequency excitation coil 9 with a piece of thin sheet iron 11 cut in a U-shape will »The individual holes can be adapted to the annealing requirements of different workpieces without the risk of the hardness results turn out differently, since the failure of the annealing material depends on the temperature reached.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen "beschränkt, sondern kann bei allen ähnlich gelagerten angewendet werden.The invention is not limited to those described above, but can be applied to all similar ones be applied.

Abb.Fig.

Claims

Claims Patent claims.ei

1) & lüfevorrichtaiig with a high-frequency coil for smaller work- * pieces made of magnetic materials, which are heated by the coil when falling through the bureh ₈ by the fact that the work pieces are delayed on their way through the Miag & etf elä of a or raehrerei slektro or permanent magaetea, In addition, the strength of the high-frequency magnetic field is such that part of the workpiece is heated less or later and only loses its magnetic sigease when the other files are already heated above the hardening temperature.

2) annealing apparatus as claimed in claim 1, © for gradation of the Hochfrequeazf © Ides the AmpSfrewindurigszahl per cm is to be heated for the part of the workpiece, the lower or "later, is chosen less than the Amperewiaäuagsaahl per cm for the higher or" earlier su heating file *

3) glow device after. Claim 1, characterized in that to graduate the high frequency field for the part of the workpiece that is to be heated less "bzp * later, the high-frequency conductors have a greater distance from the workpiece than from the parts that are to be heated more or earlier"

4) annealing device according to claim 1, characterized in that the © heat distribution on the dlühgut by a Kombinatioa of the two Arrangements according to claim 2 and 3 is achieved.

5) annealing device according to claims 1-4, characterized in that the field distribution is chosen such that di® is the weaker heat at en! Peil of the workpiece adjacent ropes are heated so far above hard temperature that due to the heat flow

from these ropes also the less heated fur during the fall from the iäluiispule la the detergent still "comes to the hardening temperature"

6) C-lOavorrielitung according to Ässp- ^ cii 1-5 characterized in that apart from the uppermost holding magnet !! el & noch, more susätsiiefa © 15a © - aatfalöer changing polarity gates are _f mm uiirch which in case of oiircfe the lfagaetfelaer in? ierkstück eiwsteiienciea vortex flow they exert a braking effect on the workpiece

?) SlüliTorrietituns after. Claims 1-6 «laäureb. gekemaseicluaet _s that the GXüTagjit ö. by © inclined SB ₉ , the insulating tube arranged concentrically to the coil © slips off as soon as the Blessing has released it a iiabea.

8) GliüiTorriciit-ans dadurcla are against ύ @ η Sinflusß of Hocnfrequenzf Eldes abgescliirarfc aacsit Aaepruok 1-7 dadurcli gekeaazeiehaet ^ that eiae? Iawin & ungsspul © _s di concentrator nt ,, as ßlUlispule ai @ ₉ wherein the Hsltamagaete uad disposed within the inactive copper .

9) £ 11 oh device nacii claim 3 dadureli gekeanseieimet that the complete concentrator jsainfc Brr @ g © rspul © by U-föriais gesciiaitte ~ is surrounded by radially arranged "lead iron"

10) Glowing device according to claims 8 and 9, characterized in that the concentrator has a number of glowing units that require treatment different crlühgüter can be designed differently

11) Ulühvorrichtuag according to claim 3 - 10, characterized in that the glow openings are conical in the lower end.

la /4.. h'r.la / 4 .. h'r.