EP3108018A1 - System, production plant, and method - Google Patents

System, production plant, and method

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Publication number
EP3108018A1
EP3108018A1 EP15708456.7A EP15708456A EP3108018A1 EP 3108018 A1 EP3108018 A1 EP 3108018A1 EP 15708456 A EP15708456 A EP 15708456A EP 3108018 A1 EP3108018 A1 EP 3108018A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
inductor
side cooling
cooling
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15708456.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marco Burtchen
Mathieu LANGELS
Tatiana ZEDLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Rothe Erde Germany GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3108018A1 publication Critical patent/EP3108018A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/38—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for roll bodies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a system for spatially limited heating of a workpiece during its curing and a method for inductive hardening, in particular surface hardening of a workpiece.
  • Inductive hardening is a widely used method for the partial hardening of workpieces and is known, for example, from the document DE 10 2012 101 304 A1.
  • an alternating magnetic field caused by an inductor is directed to the conductive workpiece.
  • the magnetic field induces eddy currents in a target area (an edge region of the workpiece) that cause heating required for the hardening process.
  • temperatures of about 1000 ° C in the workpiece edge can be achieved in this way.
  • the present invention achieves the object by a system for limited heating in a workpiece hardening process, the system comprising an inductor for partially heating the workpiece and a side cooling for limiting heat generation in the workpiece caused by the inductor, the side cooling being applied directly to the inductor is arranged.
  • the present invention has the advantage that by means of the side cooling, the area of the workpiece is adjacent, which immediately adjacent to the target area, where target area is the area to be hardened by the heating. This allows the heat development of the workpiece to be limited to the target area.
  • the workpiece is a roller bearing, in particular a large roller bearing.
  • Such slewing bearings are used for example in giant wheels or wind turbines. The occurring forces require high demands on the hardening, so that the rolling bearings can guarantee long-term safe operation.
  • the inductor comprises a coil or
  • Conductor loop in particular a copper coil, with an alternating current with a
  • the target area on the workpiece is preferably heated within a few seconds directly to a temperature of about 1000 ° C.
  • the side cooling is fixed in position relative to the inductor. By fixing the user of the system is also spared to align a device for cooling in changing workpieces again and again to the desired location on the workpiece.
  • the system is arranged stationary and the workpiece is movable relative to the system along a machining direction, wherein the inductor and the side cooling are arranged adjacent to each other along the machining direction.
  • the inductor and the side cooling are connected via supply lines with current or quenching means for a local cooling of the workpiece.
  • Supply lines should be sized and designed so that they could be carried along in an otherwise necessary movement along the circumference of the workpiece.
  • Basic body having an outlet bore for guiding a cooling jet comprising a quenching agent.
  • the outlet hole specifies at which point next to the target area the cooling should take place, wherein the outlet bore is advantageously dimensionally stable during the hardening process and thus the orientation of the cooling jet relative to the target area remains substantially constant in the hardening process.
  • the outlet bore is inclined to a direction perpendicular to the machining direction.
  • the outlet bore is inclined so that the inclination determines the distance between the target area and the area cooled by the quenching means.
  • the amount of quenching agent supplied to the workpiece can be determined or determined, adapted to the workpiece.
  • the side cooling for metering a volume flow of the cooling jet comprises a pressure reducer and / or a set screw.
  • the cooling can be set even more precisely by the side cooling. It is conceivable that via pressure reducer and / or screw fine tuning takes place.
  • pressure reducer and adjusting screw change the cooling flow during the curing process or post-corrected.
  • pressure reducer and screw are part of a control loop, which ensures a correction of the set cooling current as soon as a temperature is detected in the environment of the system, which exceeds a threshold.
  • the adjusting screw can be fixed. As a result, it can be ensured in an advantageous manner that the cooling flow does not change unintentionally during the hardening process.
  • the system comprises a further side cooling, which is arranged directly on the inductor and fixable in position, wherein the inductor between the side cooling and the further side cooling is arranged along the machining direction.
  • the quenching agent comprises air, water, oil, a solution and / or an emulsion.
  • the quenching agent comprises air, water, oil, a solution and / or an emulsion.
  • Quenchant before it is fed to the workpiece pre-cooled.
  • the appropriate quenching agent can be the desired areas on the workpiece efficiently and selectively cool.
  • the system comprises a plurality of inductors
  • the inductor has an adapted to the workpiece Induktorgeometrie and / or
  • the main body comprises a plurality of outlet holes. As a result, several sections can be cured simultaneously, which advantageously accelerates the curing process.
  • the system comprises a drive for a feed movement of the workpiece, wherein the feed movement is controllable by the drive.
  • the drive is a rolling drive, the causes the feed movement of the workpiece.
  • a continuous movement of the workpiece can be realized by the drive.
  • Another object is a production plant for manufacturing a rolling bearing, preferably a large rolling bearing, wherein the manufacturing plant one of the above
  • Another object is a method for inductive hardening, in particular for
  • the workpiece is moved by means of a drive relative to a system consisting of the inductor and the side cooling, in particular relative to one of the systems described above.
  • the workpiece is shaped, preferably cast and / or milled, in a zero-step method step upstream of the first method step. It is conceivable that the workpiece is hardened immediately after it has been cast, forged and / or milled.
  • Figure 1 shows in a perspective view a system for spatially limited heating of a workpiece during curing according to a first exemplary
  • FIG. 2 shows a system for spatially heating a workpiece during curing according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 3a to 3d each show a system for spatially heating a workpiece during curing according to third, fourth, fifth and sixth exemplary embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 shows a system 1 for spatially heating a workpiece 10 during its hardening according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • an inductor 2 is provided, which is supplied with an alternating current and then partially applied to the workpiece 10 via a magnetic field caused by the alternating current, i. spatially limited, acts.
  • an edge layer of the workpiece 10 is heated and thereby, preferably within a few seconds, heated to about 1000 ° C.
  • the commonly used materials is in the outer layer through the
  • quenching occurs at a high cooling rate using a showerhead which directs the quenching agent onto the workpiece.
  • a showerhead which directs the quenching agent onto the workpiece.
  • it is possible to generate a heat-in-depth or a Rht-profile which, in addition, can also be generated by the temperature distribution in the surface layer of the workpiece or by the frequency of the alternating current
  • the workpiece 10 is a rolling bearing, in particular a large rolling bearing, as used for example in giant wheels or wind turbines.
  • Such workpieces 10 are preferably formed in advance of the curing process, in particular cast and / or milled. It is provided in particular that a closed curve of the workpiece 10, in particular a running surface of a bearing ring, is hardened. For the hardening of the entire workpiece 10 or only of certain areas of the workpiece 10, it is provided that the inductor 2 in
  • the movement along the machining direction B preferably takes place continuously.
  • the inductor 2 is directed to an inner side and / or an outer side of the workpiece 10. To prevent the heated edge area from obstructing other areas of the workpiece 10 or others
  • the system 1 next to the inductor 2 comprises a side cooling 3, which is arranged directly on the inductor 2.
  • a side cooling 3 which is arranged directly on the inductor 2.
  • Side cooling 3 is fixed, which it saves the user of the system 1 in an advantageous manner, re-align the side cooling 3 time-consuming repeated when changing the workpiece 10.
  • the side cooling 3 is arranged behind the inductor 2 when viewed in the machining direction B, in order to protect already hardened area from renewed and unwanted heating. It is also conceivable that the
  • Side cooling 3 is designed such that the side cooling 3 prevents heat transfer from the heated edge region, the target area, in several directions.
  • a further side cooling in the processing direction B is arranged in front of the inductor 2 in order to preserve areas of the workpiece 10 that have not yet hardened before the unwanted heating.
  • rolling bearings is a limitation of
  • FIG. 2 shows a system 1 for spatially limited heating of a workpiece 10 when it is hardened according to a second exemplary embodiment of the present invention, with only part of the embodiment shown in FIG.
  • Machining direction B moving workpiece 10 is illustrated.
  • this includes System 1 according to the second embodiment of the present invention, two inductors 2, on each of which a side cooling 3 is arranged directly.
  • the inductors 2 on each of which a side cooling 3 is arranged directly.
  • Inductors 2 with respect to the workpiece 10 arranged opposite to each other, whereby the workpiece 10, both along the inside and along the outside, preferably simultaneously, can be cured.
  • the side cooling 3 while the heat development of the workpiece 10 is limited or limited to a heating area 9 in a positive manner.
  • FIGS. 3 a to 3 d systems 1 for spatially limited heating of a workpiece 10 during its hardening according to a third, fourth, fifth and a sixth exemplary embodiment of the present invention are respectively shown.
  • the systems 1 are each shown in the already known from Figure 2 detailed representation.
  • the side cooling 3 has an outlet bore 12, which serves to guide a quenching agent comprehensive cooling flow.
  • the quenching agent comprises air, oil, water or a special emulsion or solution.
  • the cooling flow directed to the workpiece 10 in the side cooling 3 from FIG. 3 a will be greater than that of the side cooling from FIG.
  • the cooling flow can be aligned to a desired range relative to the area heated by the inductor 2 by aligning the outlet bore 12.
  • the general profile of the outlet bore 12 is inclined relative to a direction perpendicular to the machining direction B, as shown in the embodiment in Figure 3c.
  • the dosage of the volume flow by means of a pressure reducer 17 can be regulated.

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Abstract

The invention relates to a system for localized heating when hardening a workpiece, said system comprising an inductor for partially heating the workpiece and a lateral cooling device for limiting the heat spreading in the workpiece as a result of the inductor action, the lateral cooling device being disposed directly on the inductor and being securable in the position thereof.

Description

BESCHREIBUNG  DESCRIPTION
Titel System, Fertigungsanlage und Verfahren Title system, manufacturing plant and process
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum räumlich begrenzten Erwärmen eines Werkstücks bei dessen Härtung und ein Verfahren zum induktiven Härten, insbesondere Randschichthärten eines Werkstücks. The present invention relates to a system for spatially limited heating of a workpiece during its curing and a method for inductive hardening, in particular surface hardening of a workpiece.
Induktives Härten ist ein weit verbreitetes Verfahren zur partiellen Härtung von Werkstücken und ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2012 101 304 A1 bekannt. Üblicherweise wird hierbei ein mit einem Induktor hervorgerufenes Wechselmagnetfeld auf das leitfähige Werkstück gerichtet. Das Magnetfeld induziert Wirbelströme in einem Zielgebiet (einem Randbereich des Werkstücks) hervor, die eine für den Härtungsprozess erforderliche Erwärmung bewirken. Typischerweise lassen sich auf diese Weise Temperaturen von etwa 1000 °C im Werkstücksranderzielen. Inductive hardening is a widely used method for the partial hardening of workpieces and is known, for example, from the document DE 10 2012 101 304 A1. Usually, an alternating magnetic field caused by an inductor is directed to the conductive workpiece. The magnetic field induces eddy currents in a target area (an edge region of the workpiece) that cause heating required for the hardening process. Typically, temperatures of about 1000 ° C in the workpiece edge can be achieved in this way.
Solch ein Wärmestau im Werkstückrand nimmt als Wärmequelle dann selbst Einfluss auf im Umfeld angeordnete Werkstücksbereiche, die unter Umständen keine Härtung erfahren sollen oder deren Härtung durch unerwünschte Wärmeleitungseffekte verschlechtert werden. Beispielsweise kann es sein, dass beim Härten von Wälzlagern zwei Laufbahnen derart nah benachbart zueinander angeordnet sind, dass die Wärmeentwicklung beim Härten der einen Laufbahn die andere beeinflusst. Dadurch kann es passieren, dass die geforderte Such a build-up of heat in the edge of the workpiece as a heat source then influences itself in the vicinity of arranged workpiece areas, which under certain circumstances should not undergo hardening or whose hardening is impaired by undesired heat conduction effects. For example, when rolling bearings are hardened, two raceways may be so closely adjacent to each other that the evolution of heat during curing of one raceway affects the other. As a result, it can happen that the required
Oberflächenhärte nicht erreicht wird bzw. Risse entstehen oder es zu einem Anlassen der Laufbahn kommt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweisen zur Surface hardness is not reached or cracks occur or it comes to a tempering of the track. The known from the prior art approaches to
Eindämmung der durch den Induktor hervorgerufenen Hitzeentwicklung, machen es erforderlich, dass die getroffenen Maßnahmen für jedes Werkstück, insbesondere jede Laufbahn erneut aufwendig angepasst werden müssen. Solch eine Vorgehensweise ist denkbar ungünstig, wenn man daran interessiert ist, die Fertigung von Wälzlagern, insbesondere von Großwälzlagern vollautomatisch durchzuführen. Offenbarung der Erfindung Containment of the heat generated by the inductor, make it necessary that the measures taken for each workpiece, especially each track again need to be adapted consuming. Such a procedure is conceivably unfavorable if one is interested in carrying out the production of roller bearings, in particular large-diameter bearings, fully automatically. Disclosure of the invention
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zur Verfügung zu stellen, mit dem ein Werkstück für dessen partielle Härtung mit Hilfe eines Induktors erwärmt wird und gleichzeitig die dadurch hervorgerufene Wärmeentwicklung auf ein Zielgebiet begrenzt wird, in dem es gehärtet wird. Dabei wäre es wünschenswert, wenn die dafür vorgenommenen Maßnahmen eine Automatisierung des Härtungsprozesses erlauben und sich vorzugsweise einfach in die Fertigung von Wälzlagern, insbesondere Großwälzlagern, integrieren lassen. It is an object of the present invention to provide a system with which a Workpiece for the partial hardening is heated by means of an inductor and at the same time the heat development is limited to a target area in which it is cured. It would be desirable if the measures taken to allow automation of the curing process and preferably can be easily integrated into the production of rolling bearings, especially slewing bearings.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch ein System zum räumlich begrenzten Erwärmen bei einem Härtungsprozess eines Werksstücks, wobei das System einen Induktor zur partiellen Erwärmung des Werkstücks und eine Seitenkühlung zur Begrenzung einer durch den Induktor hervorgerufenen Wärmeentwicklung im Werkstück umfasst, wobei die Seitenkühlung unmittelbar am Induktor angeordnet ist. The present invention achieves the object by a system for limited heating in a workpiece hardening process, the system comprising an inductor for partially heating the workpiece and a side cooling for limiting heat generation in the workpiece caused by the inductor, the side cooling being applied directly to the inductor is arranged.
Gegenüber dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass mittels der Seitenkühlung der Bereich des Werkstücks kühlbar ist, der unmittelbar an das Zielgebiet angrenzt, wobei unter Zielgebiet der Bereich zu verstehen ist, der durch die Erwärmung gehärtet werden soll. Damit lässt sich die Wärmeentwicklung des Werkstücks auf das Zielgebiet begrenzen. Compared to the prior art, the present invention has the advantage that by means of the side cooling, the area of the workpiece is adjacent, which immediately adjacent to the target area, where target area is the area to be hardened by the heating. This allows the heat development of the workpiece to be limited to the target area.
Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass es sich bei dem Werkstück um ein Wälzlager, insbesondere um ein Großwälzlager handelt. Solche Großwälzlager werden beispielsweise in Riesenrädern oder Windkraftanlagen verwendet. Die auftretenden Kräfte erfordern hohe Ansprüche an die Härtung, damit die Walzlager auf Dauer einen sicheren Betrieb garantieren können. Insbesondere ist es daher vorgesehen, dass das System für das Härten eines geschlossenen Kurvenzugs des Werkstücks, insbesondere einer Lauffläche eines  It is preferably provided that the workpiece is a roller bearing, in particular a large roller bearing. Such slewing bearings are used for example in giant wheels or wind turbines. The occurring forces require high demands on the hardening, so that the rolling bearings can guarantee long-term safe operation. In particular, it is therefore intended that the system for the hardening of a closed curve of the workpiece, in particular a tread of a
Lagerrings, vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst der Induktor eine Spule bzw. Bearing ring is provided. Preferably, the inductor comprises a coil or
Leiterschleife, insbesondere eine Kupferspule, die mit einem Wechselstrom mit einerConductor loop, in particular a copper coil, with an alternating current with a
Frequenz zwischen 2 kHz und 40 kHz beaufschlagbar ist. Dadurch wird das Zielgebiet auf dem Werkstück vorzugsweise innerhalb weniger Sekunden unmittelbar auf eine Temperatur von etwa 1000°C erhitzt.. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Frequency between 2 kHz and 40 kHz can be acted upon. As a result, the target area on the workpiece is preferably heated within a few seconds directly to a temperature of about 1000 ° C. Advantageous embodiments and further developments of the invention are the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Seitenkühlung relativ zum Induktor in ihrer Position fixiert ist. Durch die Fixierung wird dem Nutzer des Systems zudem erspart, eine Vorrichtung zum Kühlen bei wechselnden Werkstücken immer wieder erneut auf die gewünschte Stelle auf dem Werkstück auszurichten. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das System ortsfest angeordnet ist und das Werkstück relativ zum System entlang einer Bearbeitungsrichtung bewegbar ist, wobei der Induktor und die Seitenkühlung entlang der Bearbeitungsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind der Induktor und die Seitenkühlung über Versorgungsleitungen mit Strom bzw. Abschreckungsmitteln für ein lokales Kühlen des Werkstücks verbunden. Durch die Relativbewegung des Werkstücks zum ortsfesten System lässt sich dann unter anderem in vorteilhafter Weise vermeiden, dass die In a further embodiment, it is provided that the side cooling is fixed in position relative to the inductor. By fixing the user of the system is also spared to align a device for cooling in changing workpieces again and again to the desired location on the workpiece. In a further embodiment, it is provided that the system is arranged stationary and the workpiece is movable relative to the system along a machining direction, wherein the inductor and the side cooling are arranged adjacent to each other along the machining direction. Preferably, the inductor and the side cooling are connected via supply lines with current or quenching means for a local cooling of the workpiece. By the relative movement of the workpiece to the stationary system can then be avoided, inter alia, in an advantageous manner that the
Versorgungsleitungen derart dimensioniert und ausgestaltet werden müssten, dass sie bei einer andernfalls notwendigen Bewegung entlang des Umfangs des Werkstücks immer mitgeführt werden könnten. Supply lines should be sized and designed so that they could be carried along in an otherwise necessary movement along the circumference of the workpiece.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Seitenkühlung einen In a further embodiment, it is provided that the side cooling a
Grundkörper mit einer Auslassbohrung zur Führung eines ein Abschreckmittel umfassenden Kühlstrahls aufweist. Insbesondere gibt die Auslassbohrung vor, an welcher Stelle neben dem Zielgebiet die Kühlung erfolgen soll, wobei die Auslassbohrung in vorteilhafter Weise während des Härtungsprozesses formstabil ist und damit die Ausrichtung des Kühlstrahls relativ zum Zielgebiet im Wesentlichen im Härtungsprozess konstant bleibt. Basic body having an outlet bore for guiding a cooling jet comprising a quenching agent. In particular, the outlet hole specifies at which point next to the target area the cooling should take place, wherein the outlet bore is advantageously dimensionally stable during the hardening process and thus the orientation of the cooling jet relative to the target area remains substantially constant in the hardening process.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass In a further embodiment, it is provided that
— ein Durchmesser der Auslassbohrung und/oder  - A diameter of the outlet bore and / or
— eine Ausrichtung der Auslassbohrung  - An orientation of the outlet hole
an das Werkstück und/oder an die durch den Induktor hervorgerufene Wärmeentwicklung im Werkstück angepasst sind. Es ist beispielsweise vorgesehen, dass die Auslassbohrung geneigt ist zu einer senkrecht zur Bearbeitungsrichtung verlaufende Richtung. Insbesondere ist die Auslassbohrung derart geneigt, dass über die Neigung der Abstand zwischen dem Zielbereich und dem durch das Abschreckmittel gekühlten Bereich festgelegt wird. Durch die Dimensionierung des Durchmessers lässt sich darüber hinaus - angepasst an das Werkstück - die Menge an dem Werkstück zugeführten Abschreckmittel bestimmen bzw. festlegen. Durch die Kontrolle des Kühlungsprozesses lässt sich in vorteilhafter Weise - individuell an das Werkstück angepasst - die für das Härten erforderliche Erwärmung räumlich eingrenzen. are adapted to the workpiece and / or caused by the inductor heat generation in the workpiece. It is provided, for example, that the outlet bore is inclined to a direction perpendicular to the machining direction. In particular, the outlet bore is inclined so that the inclination determines the distance between the target area and the area cooled by the quenching means. In addition, by dimensioning the diameter, the amount of quenching agent supplied to the workpiece can be determined or determined, adapted to the workpiece. By controlling the cooling process can be advantageously limited - individually adapted to the workpiece - the space required for curing heating.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Seitenkühlung zur Dosierung eines Volumenstroms des Kühlstrahls einen Druckminderer und/oder eine Stellschraube umfasst. Mit Hilfe von Druckminderer und/oder Stellschraube lässt sich die Kühlung durch die Seitenkühlung noch genauer festlegen. Es ist dabei vorstellbar, dass über Druckminderer und/oder Stellschraube eine Feinabstimmung erfolgt. Darüber hinaus ist denkbar, dass Druckminderer und Stellschraube den Kühlstrom während des Härtungsprozesses ändern bzw. nachkorrigieren. Vorzugsweise sind Druckminderer und Stellschraube Teil eines Regelkreises, der für eine Nachkorrektur des eingestellten Kühlstroms sorgt, sobald im Umfeld des System eine Temperatur festgestellt wird, die einen Schwellwert überschreitet. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Stellschraube fixierbar ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise sicherstellen, dass sich der Kühlstrom nicht ungewollt beim Härtungsprozess verändert. In a further embodiment, it is provided that the side cooling for metering a volume flow of the cooling jet comprises a pressure reducer and / or a set screw. With the help of pressure reducer and / or adjusting screw, the cooling can be set even more precisely by the side cooling. It is conceivable that via pressure reducer and / or screw fine tuning takes place. In addition, it is conceivable that pressure reducer and adjusting screw change the cooling flow during the curing process or post-corrected. Preferably, pressure reducer and screw are part of a control loop, which ensures a correction of the set cooling current as soon as a temperature is detected in the environment of the system, which exceeds a threshold. In a further embodiment it is provided that the adjusting screw can be fixed. As a result, it can be ensured in an advantageous manner that the cooling flow does not change unintentionally during the hardening process.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das System eine weitere Seitenkühlung, die unmittelbar am Induktor angeordnet und in ihrer Position fixierbar ist, umfasst, wobei der Induktor zwischen der Seitenkühlung und der weitern Seitenkühlung entlang der Bearbeitungsrichtung angeordnet ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die Wärmeentwicklung des Werkstücks sowohl in eine der Bearbeitungsrichtung folgenden Richtung als auch eine der Bearbeitungsrichtung entgegengesetzten Richtung eingrenzen. Insbesondere für Wälzlager hat das den Vorteil, dass bereits gehärtete Bereiche geschützt sind die durch eine Drehbewegung des Wälzlagers beim Härtungsprozess wieder in die Nähe des Induktors kommen, aber nicht noch einmal erwärmt werden. In a further embodiment, it is provided that the system comprises a further side cooling, which is arranged directly on the inductor and fixable in position, wherein the inductor between the side cooling and the further side cooling is arranged along the machining direction. As a result, the heat development of the workpiece can be delimited both in a direction following the machining direction and in a direction opposite to the machining direction. In particular for rolling bearings this has the advantage that already hardened areas are protected which come back into the vicinity of the inductor during a hardening process by a rotary motion of the rolling bearing, but are not heated again.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Abschreckmittel Luft, Wasser, Öl, eine Lösung und oder eine Emulsion aufweist. Vorzugsweise wird das In a further embodiment it is provided that the quenching agent comprises air, water, oil, a solution and / or an emulsion. Preferably, the
Abschreckmittel, bevor es dem Werkstück zugeführt wird, vorgekühlt. Mit Hilfe des geeigneten Abschreckmittels lassen sich die gewünschten Bereiche auf dem Werkstück effizient und gezielt abkühlen. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass Quenchant before it is fed to the workpiece, pre-cooled. With the help of the appropriate quenching agent can be the desired areas on the workpiece efficiently and selectively cool. In a further embodiment, it is provided that
— das System eine Vielzahl von Induktoren umfasst,  The system comprises a plurality of inductors,
— der Induktor eine an das Werkstück angepasste Induktorgeometrie aufweist und/oder - The inductor has an adapted to the workpiece Induktorgeometrie and / or
— der Grundkörper eine Vielzahl von Auslassbohrungen umfasst. Dadurch lassen sich mehrere Abschnitte simultan härten, wodurch in vorteilhafter Weise der Härtungsprozess beschleunigt wird. - The main body comprises a plurality of outlet holes. As a result, several sections can be cured simultaneously, which advantageously accelerates the curing process.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass dem Induktor in In a further embodiment, it is provided that the inductor in
Bearbeitungsrichtung gesehen ein Hilfsinduktor als Vorwärmer vorgelagert ist. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das System einen Antrieb für eine Vorschubbewegung des Werkstücks umfasst, wobei die Vorschubbewegung durch den Antrieb steuerbar ist. Vorzugsweise handelt es sich beim Antrieb um einen Rollantrieb, der die Vorschubbewegung des Werkstücks bewirkt. Weiterhin ist es denkbar, dass durch den Antrieb eine kontinuierliche Bewegung des Werkstücks realisierbar ist. Durch die Machining seen an auxiliary inductor is upstream than preheater. In a further embodiment, it is provided that the system comprises a drive for a feed movement of the workpiece, wherein the feed movement is controllable by the drive. Preferably, the drive is a rolling drive, the causes the feed movement of the workpiece. Furthermore, it is conceivable that a continuous movement of the workpiece can be realized by the drive. By the
kontinuierliche Bewegung des Werkstücks werden optimale Voraussetzungen für ein einfaches und positionsgenaues Erwärmen des Werkstücks bereitgestellt. Es ist auch denkbar, dass der Antrieb die Vorschubbewegung während des Härtungsprozesses beschleunigt und/oder entschleunigt. continuous movement of the workpiece optimum conditions for a simple and accurate position heating of the workpiece are provided. It is also conceivable that the drive accelerates and / or decelerates the advancing movement during the hardening process.
Ein weiterer Gegenstand ist eine Fertigungsanlage zur Fertigung eines Wälzlagers, vorzugsweise eines Großwälzlagers, wobei die Fertigungsanlage eines der oben Another object is a production plant for manufacturing a rolling bearing, preferably a large rolling bearing, wherein the manufacturing plant one of the above
beschriebenen Systeme aufweist. Insbesondere ist es vorstellbar, dass die Fertigungsanlage vollautomatisiert Wälzlager, vorzugsweise Großwälzlager realisiert. Dabei ist es von Vorteil, dass die an die Laufbahn angepasste Seitenkühlung fixiert ist und deshalb nicht aufwendiges für jedes neue Werkstück bzw. Laufbahn wieder arretiert werden muss. Ein weiterer Gegenstand ist ein Verfahren zum induktiven Härten, insbesondere zum having described systems. In particular, it is conceivable that the production plant fully automated rolling bearings, preferably large-diameter bearings realized. It is advantageous that the side cooling adapted to the track is fixed and therefore does not need to be locked again for each new workpiece or career consuming. Another object is a method for inductive hardening, in particular for
Randschichthärten, eines Werkstücks, vorzugsweise eines Großwälzlagers, wobei das Werkstück mittels eines Induktors in einem ersten Verfahrensschritt erwärmt wird, wobei eine durch den Induktor hervorgerufene Erwärmung im Werkstück mittels einer unmittelbar am Induktor angeordneten Seitenkühlung in einem zweiten Verfahrensschritt räumlich begrenzt wird. Vorzugsweise werden der erste und der zweite Verfahrensschritt zeitgleich realisiert. Dadurch lässt sich die Wärmeentwicklung in vorteilhafter Weise möglichst unmittelbar nach ihrer Entstehung im Zielgebiet eingrenzen. Surface hardening of a workpiece, preferably a large roller bearing, wherein the workpiece is heated by an inductor in a first process step, wherein caused by the inductor heating in the workpiece by means of a directly arranged on the inductor side cooling in a second process step is spatially limited. Preferably, the first and the second method step are realized simultaneously. As a result, the heat development can advantageously be limited as soon as possible after their formation in the target area.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Werkstück mittels eines Antriebs relativ zu einem System bestehend aus dem Induktor und der Seitenkühlung, insbesondere relativ zu einem der oben beschriebenen Systeme bewegt wird. In a further embodiment, it is provided that the workpiece is moved by means of a drive relative to a system consisting of the inductor and the side cooling, in particular relative to one of the systems described above.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Werkstück in einem dem ersten Verfahrensschritt zeitlich vorgelagerten nullten Verfahrensschritt geformt wird, vorzugsweise gegossen und/oder gefräst wird. Es ist dabei vorstellbar, dass das Werkstück unmittelbar nachdem es gegossen, geschmiedet und/oder gefräst wurde, gehärtet wird. In a further embodiment, provision is made for the workpiece to be shaped, preferably cast and / or milled, in a zero-step method step upstream of the first method step. It is conceivable that the workpiece is hardened immediately after it has been cast, forged and / or milled.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the
Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Drawings, as well as from the following description of preferred
Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Embodiments with reference to the drawings. The drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention, which the essential
Erfindungsgedanken nicht einschränken Kurze Beschreibung der Figuren Do not limit the idea of the invention Brief description of the figures
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein System zum räumlich begrenzten Erwärmen eines Werkstücks beim Härten gemäß einer ersten beispielhaften Figure 1 shows in a perspective view a system for spatially limited heating of a workpiece during curing according to a first exemplary
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Embodiment of the present invention.
Figur 2 zeigt in ein System zum räumlich begrenzten Erwärmen eines Werkstücks beim Härten gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. FIG. 2 shows a system for spatially heating a workpiece during curing according to a second exemplary embodiment of the present invention.
Die Figuren 3a bis 3d zeigen jeweils ein System zum räumlich begrenzten Erwärmen eines Werkstücks beim Härten gemäß einer dritten, vierten, fünften und einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung FIGS. 3a to 3d each show a system for spatially heating a workpiece during curing according to third, fourth, fifth and sixth exemplary embodiments of the present invention. Embodiments of the invention
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt. In Figur 1 ist eine System 1 zum räumlich begrenzten Erwärmen eines Werkstücks 10 bei dessen Härtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Für das Härten des Werkstücks 10 ist hierbei ein Induktor 2 vorgesehen, der mit einem Wechselstrom beaufschlagt wird und dann über ein durch den Wechselstrom hervorgerufenes Magnetfeld auf das Werkstück 10 partiell, d.h. räumlich begrenzt, einwirkt. Dabei wird insbesondere eine Randschicht des Werkstücks 10 erwärmt und dadurch, vorzugsweise innerhalb von wenigen Sekunden, auf etwa 1000 °C erwärmt. Bei den üblicherweise eingesetzten Materialien wird in der Randschicht durch die In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case. FIG. 1 shows a system 1 for spatially heating a workpiece 10 during its hardening according to a first exemplary embodiment of the present invention. For the hardening of the workpiece 10, an inductor 2 is provided, which is supplied with an alternating current and then partially applied to the workpiece 10 via a magnetic field caused by the alternating current, i. spatially limited, acts. In particular, an edge layer of the workpiece 10 is heated and thereby, preferably within a few seconds, heated to about 1000 ° C. In the commonly used materials is in the outer layer through the
Erwärmung ein möglichst homogener Austenit erzeugt und durch ein sich anschließendes Abschrecken des erwärmten Randbereichs mit einem Abschreckungsmittel ein möglichst hoher Anteil an Martensit gebildet. Insbesondere erfolgt das Abschrecken mit einer hohen Abkühlgeschwindigkeit unter Verwendung einer Brause, die das Abschreckungsmittel auf das Werkstück richtet. Abhängig von einer Induktorgeometrie ist dabei eine Einwärmtiefe bzw. ein Rht-Profil generierbar, die zudem auch durch die Temperaturverteilung in der Randschicht des Werkstücks oder durch die Frequenz des Wechselstroms, die Heating produced the most homogeneous austenite and formed by a subsequent quenching of the heated edge region with a quenching agent as high as possible martensite. In particular, quenching occurs at a high cooling rate using a showerhead which directs the quenching agent onto the workpiece. Depending on an inductor geometry, it is possible to generate a heat-in-depth or a Rht-profile which, in addition, can also be generated by the temperature distribution in the surface layer of the workpiece or by the frequency of the alternating current
vorzugsweise zwischen 2 kHz und 40 kHz liegt, beeinflussbar ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Werkstück 10 um ein Wälzlager, insbesondere um ein Großwälzlager, wie es beispielsweise in Riesenrädern oder Windkraftanlagen verwendet wird. Solche Werkstücke 10 werden vorzugsweise im Vorfeld des Härtungsprozesses geformt, insbesondere gegossen und/oder gefräst. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass ein geschlossener Kurvenzug des Werkstücks 10, insbesondere eine Lauffläche eines Lagerrings, gehärtet wird. Für das Härten des gesamte Werkstück 10 oder nur von bestimmten Bereichen des Werkstücks 10 ist es vorgesehen, dass der Induktor 2 im is preferably between 2 kHz and 40 kHz, can be influenced. Preferably, the workpiece 10 is a rolling bearing, in particular a large rolling bearing, as used for example in giant wheels or wind turbines. Such workpieces 10 are preferably formed in advance of the curing process, in particular cast and / or milled. It is provided in particular that a closed curve of the workpiece 10, in particular a running surface of a bearing ring, is hardened. For the hardening of the entire workpiece 10 or only of certain areas of the workpiece 10, it is provided that the inductor 2 in
Wesentlichen ortsfest angeordnet ist und das Werkstück 10 mittels eines Antriebs 8 relativ zum Induktor 2 bewegt wird, insbesondere am Induktor 2 abschnittsweise entlang einer Bearbeitungsrichtung B vorbeigeführt wird. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung entlang der Bearbeitungsrichtung B kontinuierlich. Es ist weiter denkbar, dass der Induktor 2 auf eine Innenseite und/oder eine Außenseite des Werkstücks 10 gerichtet ist. Um zu verhindern, dass der erwärmte Randbereich andere Bereiche des Werkstücks 10 oder andere Is arranged substantially stationary and the workpiece 10 is moved by means of a drive 8 relative to the inductor 2, in particular on the inductor 2 sections along a machining direction B is guided past. The movement along the machining direction B preferably takes place continuously. It is further conceivable that the inductor 2 is directed to an inner side and / or an outer side of the workpiece 10. To prevent the heated edge area from obstructing other areas of the workpiece 10 or others
Werkstücke erwärmt und dadurch deren Oberflächenqualität ungewollt manipuliert, ist es vorgesehen, dass das System 1 neben dem Induktor 2 eine Seitenkühlung 3 umfasst, die unmittelbar am Induktor 2 angeordnet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die It is provided that the system 1 next to the inductor 2 comprises a side cooling 3, which is arranged directly on the inductor 2. In particular, it is envisaged that the
Seitenkühlung 3 fixiert ist, wodurch es dem Nutzer des Systems 1 in vorteilhafter Weise erspart bleibt, die Seitenkühlung 3 beim Wechsel des Werkstücks 10 zeitaufwendig wiederholt neu auszurichten. Vorzugsweise ist die Seitenkühlung 3 in Bearbeitungsrichtung B gesehen hinter dem Induktor 2 angeordnet, um bereits gehärtete Bereich vor einem erneuten und ungewollten Erwärmen zu bewahren. Es ist auch denkbar, dass die Side cooling 3 is fixed, which it saves the user of the system 1 in an advantageous manner, re-align the side cooling 3 time-consuming repeated when changing the workpiece 10. Preferably, the side cooling 3 is arranged behind the inductor 2 when viewed in the machining direction B, in order to protect already hardened area from renewed and unwanted heating. It is also conceivable that the
Seitenkühlung 3 derart ausgestaltet ist, dass die Seitenkühlung 3 einen Wärmetransport vom erwärmten Randbereich, dem Zielgebiet, in mehrere Richtungen unterbindet. Beispielsweise ist dafür eine weitere Seitenkühlung in Bearbeitungsrichtung B vor dem Induktor 2 angeordnet um noch nicht gehärtete Bereiche des Werkstücks 10 vor dem ungewollten Erwärmen zu bewahren. Insbesondere bei Wälzlagern ist eine Begrenzung der Side cooling 3 is designed such that the side cooling 3 prevents heat transfer from the heated edge region, the target area, in several directions. For example, a further side cooling in the processing direction B is arranged in front of the inductor 2 in order to preserve areas of the workpiece 10 that have not yet hardened before the unwanted heating. Especially with rolling bearings is a limitation of
Wärmeentwicklung des erhitzen Bereichs (Zielgebiet) erwünscht, wenn nach einem Umlauf der bereits gehärtet Bereich wieder in die Nähe des Induktors 2 gelangt oder die Laufbahnen derart nah zueinander positioniert sind, dass die Wärmeentwicklung der einen Laufbahn die andere indirekt wärmt. Eine solche ungewollte Erwärmung könnte dazu führen, dass die geforderte Härte nicht erreicht wird bzw. Risse entstehen oder es zu einem Anlassen der Laufbahn kommt Heat development of the heated area (target area) desired when after one revolution, the already hardened area comes close to the inductor 2 again or the tracks are positioned so close to each other that the heat of one career indirectly warms the other. Such unwanted heating could lead to the required hardness not being reached, cracking or tempering of the raceway
In Figur 2 ist ein System 1 zum räumlich begrenzten Erwärmen eines Werkstücks 10 bei dessen Härtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei der Übersicht halber lediglich ein Teil des in FIG. 2 shows a system 1 for spatially limited heating of a workpiece 10 when it is hardened according to a second exemplary embodiment of the present invention, with only part of the embodiment shown in FIG
Bearbeitungsrichtung B bewegten Werkstücks 10 illustriert ist. Insbesondere umfasst das System 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei Induktoren 2, an denen jeweils eine Seitenkühlung 3 unmittelbar angeordnet ist. Dabei sind die Machining direction B moving workpiece 10 is illustrated. In particular, this includes System 1 according to the second embodiment of the present invention, two inductors 2, on each of which a side cooling 3 is arranged directly. Here are the
Induktoren 2 bezüglich des Werkstücks 10 zueinander gegenüberliegend angeordnet, wodurch das Werkstück 10 sowohl entlang der Innenseite als auch entlang der Außenseite, vorzugsweise simultan, gehärtet werden kann. Durch die Seitenkühlung 3 wird dabei die Wärmeentwicklung des Werkstücks 10 in positiver Weise auf einen Erwärmungsbereich 9 begrenzt bzw. eingeschränkt. Inductors 2 with respect to the workpiece 10 arranged opposite to each other, whereby the workpiece 10, both along the inside and along the outside, preferably simultaneously, can be cured. By the side cooling 3 while the heat development of the workpiece 10 is limited or limited to a heating area 9 in a positive manner.
In den Figuren 3a bis 3d sind jeweils Systeme 1 zum räumlich begrenzten Erwärmen eines Werkstücks 10 bei dessen Härtung gemäß einer dritten, vierten, fünften und einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei sind die Systeme 1 jeweils in der bereits aus Figur 2 bekannten detaillierten Darstellungsform gezeigt. Es ist hierbei vorgesehen, dass die Seitenkühlung 3 eine Auslassbohrung 12 aufweist, die der Führung eines Abschreckungsmittels umfassenden Kühlstroms dient. Vorzugsweise umfasst das Abschreckungsmittel Luft, Öl, Wasser oder eine spezielle Emulsion bzw. Lösung. Dabei lässt sich durch die Größe eines Durchmessers 7 der Auslassbohrung 12 der Volumenfluss des Abschreckungsmittels festlegen. Beispielsweise wird der auf das Werkstück 10 gerichtete Kühlstrom bei der Seitenkühlung 3 aus Figur 3a größer sein als der der Seitenkühlung aus Figur 3 c, deren Durchmesser 7 kleiner ist als der in Figur 3a. Zudem lässt sich der Kühlstrom auf einen gewünschten Bereich relativ zum durch den Induktor 2 erwärmten Bereich ausrichten, indem die Auslassbohrung 12 ausgerichtet wird. Vorzugsweise ist der generelle Verlauf der Auslassbohrung 12 relativ zu einer senkrecht zur Bearbeitungsrichtung B verlaufenden Richtung geneigt, wie es in der Ausführungsform in Figur 3c gezeigt ist. Zusätzlich oder alternativ lässt sich die Dosierung des Volumenstroms mittels eines Druckminderes 17 regulieren. In FIGS. 3 a to 3 d, systems 1 for spatially limited heating of a workpiece 10 during its hardening according to a third, fourth, fifth and a sixth exemplary embodiment of the present invention are respectively shown. Here, the systems 1 are each shown in the already known from Figure 2 detailed representation. It is provided here that the side cooling 3 has an outlet bore 12, which serves to guide a quenching agent comprehensive cooling flow. Preferably, the quenching agent comprises air, oil, water or a special emulsion or solution. In this case, can be determined by the size of a diameter 7 of the outlet bore 12 of the volume flow of the deterrent. For example, the cooling flow directed to the workpiece 10 in the side cooling 3 from FIG. 3 a will be greater than that of the side cooling from FIG. 3 c, whose diameter 7 is smaller than that in FIG. 3 a. In addition, the cooling flow can be aligned to a desired range relative to the area heated by the inductor 2 by aligning the outlet bore 12. Preferably, the general profile of the outlet bore 12 is inclined relative to a direction perpendicular to the machining direction B, as shown in the embodiment in Figure 3c. Additionally or alternatively, the dosage of the volume flow by means of a pressure reducer 17 can be regulated.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 System 1 system
2 Induktor  2 inductor
3 Seitenkühlung  3 side cooling
5 Abschreckmittelzufuhr  5 quenchant supply
6 Fixierhilfe  6 Fixing aid
7 Durchmesser der Auslassbohrung 7 Diameter of the outlet hole
8 Antrieb 8 drive
9 Erwärmungsbereich  9 heating area
10 Werkstück  10 workpiece
12 Auslassbohrung  12 outlet hole
17 Druckmindere  17 pressure reducers

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . System (1 ) zum räumlich begrenzten Erwärmen bei einem Härtungsprozess eines Werksstücks (10), wobei das System (1 ) einen Induktor (2) zur partiellen Erwärmung des Werkstücks (10) und eine Seitenkühlung (3) zur Begrenzung einer durch den Induktor (2) hervorgerufenen Wärmeentwicklung im Werkstück (10) umfasst, wobei die Seitenkühlung (3) unmittelbar am Induktor (2) angeordnet ist. 1 . A system (1) for limited heating in a hardening process of a workpiece (10), the system (1) comprising an inductor (2) for partially heating the workpiece (10) and a side cooling (3) for limiting an inductor (2) ) caused heat development in the workpiece (10), wherein the side cooling (3) is arranged directly on the inductor (2).
2. System (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei die Seitenkühlung relativ zum Induktor in ihrer Position fixiert ist. 2. System (1) according to claim 1, wherein the side cooling is fixed relative to the inductor in position.
3. System (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei das System (1 ) ortsfest angeordnet ist und das Werkstück (10) relativ zum System (1 ) entlang einer Bearbeitungsrichtung (B) bewegbar ist, wobei der Induktor (2) und die Seitenkühlung (3) entlang der 3. System (1) according to claim 1, wherein the system (1) is arranged stationary and the workpiece (10) relative to the system (1) along a processing direction (B) is movable, wherein the inductor (2) and the side cooling ( 3) along the
Bearbeitungsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.  Machining direction are arranged adjacent to each other.
4. System (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenkühlung (3) einen Grundkörper mit einer Auslassbohrung (12) zur Führung eines ein 4. System (1) according to one of the preceding claims, wherein the side cooling (3) has a base body with an outlet bore (12) for guiding a
Abschreckmittel umfassenden Kühlstrahls aufweist.  Has quenching comprehensive cooling jet.
5. System (1 ) gemäß Anspruch 3, wobei 5. System (1) according to claim 3, wherein
— ein Durchmesser der Auslassbohrung (12) und/oder  - A diameter of the outlet bore (12) and / or
— eine Ausrichtung der Auslassbohrung (12)  An orientation of the outlet bore (12)
an das Werkstück (10) und/oder an die durch den Induktor (2) hervorgerufene Wärmeentwicklung im Werkstück (10) angepasst ist.  adapted to the workpiece (10) and / or to the by the inductor (2) caused heat development in the workpiece (10).
6. System (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenkühlung (2) zur Dosierung eines Volumenstroms des Kühlstrahls einen Druckminderer (17) und/oder eine Stellschraube umfasst, wobei die Stellschraube fixierbar ist. 6. System (1) according to one of the preceding claims, wherein the side cooling (2) for metering a volume flow of the cooling jet comprises a pressure reducer (17) and / or an adjusting screw, wherein the adjusting screw is fixable.
7. System (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1 ) eine weitere Seitenkühlung, die unmittelbar am Induktor (2) angeordnet ist und in ihrer Position fixierbar ist, umfasst, wobei der Induktor (2) zwischen der Seitenkühlung (3) und der weiteren Seitenkühlung entlang der Bearbeitungsrichtung (B) angeordnet ist. 7. System (1) according to one of the preceding claims, wherein the system (1) comprises a further side cooling, which is arranged directly on the inductor (2) and can be fixed in position, wherein the inductor (2) between the side cooling ( 3) and the further side cooling along the machining direction (B) is arranged.
8. System (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abschreckmittel Luft, Wasser, Öl, eine Lösung und oder eine Emulsion aufweist. 8. System (1) according to one of the preceding claims, wherein the quenching agent comprises air, water, oil, a solution and or an emulsion.
9. System (1 ), wobei 9. System (1), where
— das System (1 ) eine Vielzahl von Induktoren (2) umfasst,  The system (1) comprises a plurality of inductors (2),
— der Induktor (2) eine an das Werkstück (10) angepasste Induktorgeometrie aufweist und/oder  - The inductor (2) has an adapted to the workpiece (10) Induktorgeometrie and / or
— der Grundkörper eine Vielzahl von Auslassbohrungen (12) umfasst.  - The main body comprises a plurality of outlet bores (12).
10. System (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Induktor (2) in Bearbeitungsrichtung (B) gesehen ein Hilfsinduktor als Vorwärmer vorgelagert ist. 10. System (1) according to one of the preceding claims, wherein the inductor (2) seen in the machining direction (B) is preceded by an auxiliary inductor as a preheater.
1 1. System (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1 ) einen Antrieb (8) für eine Vorschubbewegung des Werkstücks (10) umfasst, wobei die Vorschubbewegung durch den Antrieb (8) steuerbar ist. 1 1. A system (1) according to one of the preceding claims, wherein the system (1) comprises a drive (8) for a feed movement of the workpiece (10), wherein the feed movement by the drive (8) is controllable.
12. Fertigungsanlage zur Fertigung eines Wälzlagers, wobei die Fertigungsanlage ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 aufweist. 12. A production facility for manufacturing a rolling bearing, wherein the production plant has a system according to one of claims 1 to 1 1.
13. Verfahren zum induktiven Härten eines Werkstücks (10), wobei das Werkstück (10) mittels eines Induktors (2) in einem ersten Verfahrensschritt erwärmt wird, wobei eine durch den Induktor (2) hervorgerufene Erwärmung im Werkstück (10) mittels einer unmittelbar am Induktor (2) angeordneten Seitenkühlung (3) in einem zweiten Verfahrensschritt räumlich begrenzt wird. 13. A method for inductive hardening of a workpiece (10), wherein the workpiece (10) by means of an inductor (2) is heated in a first process step, wherein caused by the inductor (2) heating in the workpiece (10) by means of a directly on Inductor (2) arranged side cooling (3) is spatially limited in a second process step.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Werkstück (10) mittels eines Antriebs (8) relativ zu einem System (1 ) bestehend aus dem Induktor (2) und der Seitenkühlung (3), insbesondere relativ zu einem System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bewegbar ist. 14. The method according to claim 13, wherein the workpiece (10) by means of a drive (8) relative to a system (1) consisting of the inductor (2) and the side cooling (3), in particular relative to a system according to one of claims 1 to 12, is movable.
15. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das Werkstück (10) in einem dem ersten Verfahrensschritt zeitlich vorgelagerten nullten Verfahrensschritt geformt wird. 15. The method according to claim 13 or 14, wherein the workpiece (10) is formed in a first method step upstream in time Zero process step.
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