SE525471C2 - Uppvärmningsanordning - Google Patents

Description

525 471 2 uppskjutande bommar eller räls på vilka föremålet som skall värmas upp ligger. Urtag är an- tingen anordnade i rälsen för den motsatta rörliga centrala kärndelen alternativt är spår utfor- made i dennas nedåt vända kontaktyta med den undre polskon.

Genom ovanstående åtgärd erhålles inte endast en elektrisk isolering av föremålet som skall uppvärmas, vilket hindrar inducerad ström från att läcka, utan dessutom hindras värme från att ledas över till kärnan. Härigenom blir värmen likfonnig genom föremålet såväl på dess ovansida som undersida och risken för deformation respektive olikformig härdning elimi- neras. Genom minskandet av värmeförlusten minskas dessutom påkänningarna på kärnan lik- som effektförlusten till denna. För att ytterligare minska vänneförlusterna till käma och pol- skor kan dessas ytor som är vända mot föremålet som skall värmas upp vara blanka så att värrnestrålningen reflekteras.

Föremålen som skall värrnas upp värms upp styckvis ett och ett och vilar under upp- värmningen på det vänne- och elektriskt isolerande underlaget. Genom användandet av räls- eller bomliknande organ minskas dessutom kontaktytan och därigenom den möjliga vänne- överföringen.

Om så önskas kan även kärndelen som sträcker sig genom föremålet som skall värmas upp vara försedd med bommar eller ett ytskikt av elektrisk och termiskt isolerande material för att hindra kontakt mellan käman och det uppvärmda föremålet.

För att säkerställa en skonsam hantering av föremålen som skall värmas upp anordnas i en vidareutveckling av uppfinningen kärnan respektive understödsytan för föremålet som skall värmas upp lutande. Härigenom kan föremålet som skall värmas upp när uppvärmningen skett till tillräcklig temperatur friges för att sedan under inverkan av sin egen tyngd glida iväg från uppvärmningsplatsen till fortsatta behandlingssteg. Lutningsvinkeln väljs så att föremålet som skall värmas av sin egen tyngd glider på bommama.

Ytterligare fördelar och kännetecken på fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinnings- tanken framgår av patentkraven samt av nedanstående beskrivning av ett föredraget utförings- exempel i anslutning till bifogade ritningar.

På ritningarna visar E_ig_l schematiskt en anläggning i enlighet med uppfinningen sedd från sidan, fig 2 anläggningen i fig 1 sedd uppifrån, fig 3 själva uppvärmningsanordningen sedd från sidan, fig 4 en detalj av uppvärrnningsanordningen och fig 5 ett tvärsnitt genom den undre polskon.

Den på ritningama visade anläggningen för härdning av exempelvis kullager- och rul- lagerbanor innefattar en första uppvännningsmodul 1, en efterföljande luftkylningsmodul 2 P021 1 525 471 3 och därefter en anlöpningsmodul med efterföljande kylkar 4.

Uppvärmningsmodulen 1 innefattar en i princip C-formig kärna som är lutad 20 grader.

Den undre delen i kärnans öppning är försedd med en utbytbar polsko 6 som i princip har formen av en platta. I plattan är spår 7 urfrästa och i dessa är bommar 8 av aluminiumoxid upptagna som sträcker sig ett par millimeter över polskons yta. I den motsatta delen av kär- nan 5 bildas en övre polsko av en central cylindrisk övre förskjutbar kärndel 9 så anordnad att den kan förskjutas ner till kontakt med den undre polskon 6 respektive lyftas upp från denna ett tillräckligt stycke för att låta de lagerringar som skall härdas passera mellan polskorna. Denna förflyttning av den förskjutbara kämdelen 9 sker med hjälp av en motor anordnad i kämans överände och dessutom är en låsanordning anordnad för att fixera den rörliga cylindriska polskodelen mot kärnan när uppvärmning sker, för att sluta magnetfältet och minska vibrationsrisken. På kärnan är vidare anordnat två spolar 10, 11. Det lutade undre polskoplanet är förlängt med ett sluttande plan som består av rostfria stänger 12 sträckande sig i förflyttningsriktningen för de uppvärmda lagerringarna ned till en bandtransportör 14.

Bandtransportörens transporterande yta 15 bildas av rostfria spiraler, vilka samtidigt som en tillfredsställande uppbärande yta åstadkommes ger minimal vänneöverföring och tryckpåverkan. Transportören 14 sträcker sig närmast uppvärmningsmodulen genom en vär- mefälla bestående av en transportören omgivande vattenkyld mantel 16 som är svartmâlad eller överdragen med annat lämpligt värmeabsorption befrämjande material. Härefter går tran- sportören genom en luftkylsavdelning, d v s en avdelning där luft blåses igenom också i syfte att kyla det uppvärmda godset. De luft- och vattenkylda avsnitten kan även om så önskas vara anordnade omlott d v s man kan ha luftkanaler genom den vattenkylda manteln. Genom att transportören utgörs av rostfria spiraler möjliggöres även en god lufttransport rakt igenom demla och lagerringarna som skall kylas. Luften recirkuleras i luftkylsavdelningen och tillförs uppifrån via sk irisventiler 17 som oavsett graden av strypning ger långtgående samma form för flödet. Luften kyls med ett vattenkyld kylare 22.

Efter luftkylsavdelningen 2 följer en kontrollstation 18 där en värmekamera avläser lagerringarnas temperatur. Om temperaturen är för låg indikerar detta att uppvärmningen misslyckats och att ringen ej härdats och ringen knuffas av från bandet i sidled. Skulle tre ringar i rad vara för kalla stoppas tillförseln av ringar till uppvärmningsanordningen för kon- troll och eventuellt åtgärdande. Man kan förfara på motsvarande sätt med för Vanna ringar.

Bandtransportören 14 avlägger slutligen de lufthärdade ringarna som härvid har en tem- peratur på 75 till 100 °C i ett vattenfyllt kar 19 för slutgiltig avkylning till rumstemperatur P0211 525 471 4 eller därunder för fullståndigande av uthärdningen. Genom att temperaturen före vattenbadet är så pass låg riskerar man inte att ringarna spricker eller krackeleras. Från detta kar 19 tran- sporteras ringarna upp med en bandtransportör 20 och tillförs en värrneanordning 3 för an- löpsvärrnning som till sin principiella uppbyggnad överensstämmer med den första uppvärm- ningsanordningen och från denna uppvännningsanordning släpps lagerringarna efter avsedd uppvärmning ånyo ned i ett vattenfyllt kar 4 för avkylning, varifrån de sedan transporteras i väg för fortsatt bearbetning, dvs framför allt slipning.

Den ovan beskrivna uppvärmningsanordningen fungerar på så sätt att när uppvärmning skall ske dras den övre cirkulära polskon 9 upp och en lagerring placeras med hjälp av en robot på den undra polskon 6 liggande på dennas bommar 8 av aluminiumoxid. Lagerringen glider efter det att roboten släppt den ner mot två snedställda stänger 21 av rostfritt stål som sträcker sig in från var sin sida. Dessa stänger är elektriskt isolerade från omgivningen men anslutna till en separat strömkälla så att så fort som en lagerring ligger i kontakt med de bäg- ge sneda stängema så uppstår elektrisk kontakt och en ström flyter genom stängerna och ring- en vilket utnyttjas som en indikation på att ringen är på plats.

När lagerringen ligger på rätt plats skjuts den övre cirkulära polskon 9 sedan ner genom ringen till kontakt med den undre polskon 6. Bommarna 8 är utelämnade i kontaktytan på den undre polskon. Den övre polskon låses sedan fast mot moderkärnan och ström tillförs till spolarna 10, 11 inducerande en kraftig ström i lagerringen som på några få sekunder kommer upp i det erforderliga härdningsintervallet för temperaturen. Härvid utvidgar sig lagerringen och ger en liten rörelse i förhållande till de rostfria stängerna 21, vilken rörelse dessutom ger en liten nötning säkerställande elektrisk kontakt. Om så önskas kan man även tänka sig att låta en vibrator vibrera stängema litet lätt för att öka nötningen och därigenom förbättra den elektriska kontakten. Dessutom kan vibrationen underlätta en eventuell erforderlig sidledsrö- relse vid ocentrerad inläggning av lagerringama.

Temperaturen för lagerringarna övervakas med hjälp av värmekamera för eventuell an- passning av strömstyrka och anslutningstid för strömmen genom spolen.

När önskad temperaturnivå ett stycke över den undre gränsen för härdning har uppnåtts bryts strömmen till spolen, den övre polskon frigörs och lyfts upp av sin tillhörande motor.

Därefter frigörs den uppvärmda lagerringen genom att de snedställda rostfria stängerna dras isär i sidled och lagerringen glider på aluminiumoxidbommarna ner till transportören.

Genom att styra sidledsrörelsema för de två rostfria stängerna 21 kan ringarnas spridas något över transportbandets bredd så att ringarna harrmar längre från varandra och därigenom PO211 525 471 minskar risken för ömsesidig värmepåverkan, som eljest vid för tätt placerade ringar kan ge ett olikfonnigt avkylningsförlopp med långsammare avkylning av de partier av ringarna som ligger nära varandra.

Efter lagerringamas mjuka landning på transportören 14 kommer dessa in i området för den vattenkylda manteln 16. Den kraftiga strålningsvärmen från lagerringarna absorberas av manteln och vänner upp dennas kylvatten och en minskad del av den värme som strålar ut mot manteln reflekteras tillbaka mot ringarna som därigenom kan avge vänne i ungefär samma takt som om de skulle befinna sig alldeles fritt utan reflekterande omgivning.

Kylrnanteln gör det således möjligt att åstadkomma en effektiv kylning på ett litet utrymme. Även den efterföljande luftkylningen är effektiv genom att luften vattenkyls i en kylare 22, exempelvis med samma cirkulerande vatten som används i den vattenkylda manteln. Genom en snabb luftväxling fås även i denna del en snabb, effektiv och likformig ytterligare kylning. Även i det efterföljande karet för Vattenkylning av lagerringama kan samma kylvatten användas och detta kan även användas efter anlöpningen om så skulle önskas. Kylvattnet cir- kuleras efter användningen till en ej visad kylanordning där temperaturen sänks, varefter kyl- vattnet återanvändes.

Den vattenkylda manteln 16 är placerad närmast uppvännningsanordningen 1 eftersom den medelst strålning avgivbara vännen är som störst när ringama är som vannast.

För att underlätta för ringarna att glida ner från sin plats vid uppvärmningen ner mot transportören kan ett tryckluftsmunstycke eller två vara anordnat på ovansidan om dessa så att en tryckluftsstöt kan hjälpa till att starta ringarna. Härigenom kan lutningsvinkeln för kår- nan respektive planet pâ vilket ringarna glider minskas, därigenom minskande risken för att exempelvis lite högre ringar faller omkull på transportören.

För anpassningen till lagerringar med olika höjd respektive diameter kan polskoma (platta och cirkulär del) vid behov lätt bytas ut, vilket ytterligare underlättas genom att upp- vämmingen av polskoma blir mycket ringa. I jämförelse med kända härdningsförfaranden kan således härdningen i enlighet med uppfinningen på ett helt amiat sätt stoppas in i en tillverk- ningslinje varvid även snabba byten mellan olika dimensioner är möjliga.

Med fördel övervakas uppvärmningen i uppvärmningsstationerna med värmekameror.

Uppfinningen möjliggör således snabb och rationell härdningshantering, i synnerhet av det nya lufthärdande stålet eftersom detta inte behöver hållas vannt under lång tid utan om- struktureras snabbt när väl det rätta temperaturintervallet uppnåtts, vilket temperaturintervall dessutom är förhållandevis brett. Genom att uppvärmningen kan ske likfonnigt utan skadlig PO2l1 525 471 6 kylande inverkan på exempelvis ringarnas botten erhålles i dessa även en god likforrnighet såväl i respektive ring som från ring till ring. Eftersom det ifrågavarande stålet sväller något vid härdningen skulle en eventuell lägre temperatur på undersidan leda till en lätt konicitet.

Genom att denna undvikes kan mycket god precision och symmetri erhållas för färdiga lager- ringar vilket i sin tur innebär att mängden av efterföljande slipningsarbete eller snarare den mängd gods som behöver slipas bort kan minskas, förbättrande ekonomin i framställandet.

Genom att uppvärmningen sker elektriskt och kylningen med återcirkulerande vatten respektive återcirkulerande luft som i sin tur kyls av vattnet kan en mycket miljövänlig an- läggning åstadkommas som inte avger några föroreningar till omgivningen. Genom att anlägg- ningen är så "ren" kan den placeras direkt i anslutning till övriga bearbetningsmaskiner utan olägenhet för dessa. Genom att anläggningen utan olägenhet kan byggas in respektive omslu- tas av paneler blir den dessutom mycket tyst.

P02l1

Claims (9)

10 15 20 25 30 A525 471 7 PATENTKRAV

1. Anordning för induktionsuppvärmning av ringformiga föremål, vilken innefattar en magnetiserbar kärna med en eller flera spolar, vilken kärna har en övre rörlig kämdel (9) som är förskjutbar, för inskjutande genom det ringformiga föremål som skall uppvärmas, varvid föremålet som skall värmas upp vilar på en isolerande anordning, kännetecknad av att den isolerande anordningen år såväl elektriskt som terrniskt isolerande och utgörs av skenor eller bommar (8) på vilka föremålet som skall värmas upp kan glida.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att bommama har urtag eller är utlämnade där den övre rörliga kärndelen, som vid uppvärmning sträcker sig genom föremålet som skall värmas kan bringas i kontakt med en underliggande polsko (6).

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att urtag är anordnade i den övre rörliga kärndelen så att denna kan gripa över glidskenoma och komma i kontakt med den undre pol- skon.

4. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den är lutad i sid- led så att de föremål som skall värmas upp kan glida in till och/eller ut ur uppvärmningsläget.

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att föremålet som skall värmas upp hålls på plats av två vinklade stänger (21).

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att de två vinklade stängema är isolerade från omgivningen men gemensamt i kontakt med en elektrisk avkänningsanordning som kan avkänna när föremålen som skall värmas åstadkommer elektrisk kontakt mellan de två vink- lade stängema (21).

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att stängema är av rostfritt stål och bringas att vibrera lätt.

8. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att de uppvärmda före- målen efter uppvännandet matas genom ett utrymme som omges av vattenkyld mantel (16) för avledande av värme.

9. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ett tryckluftmun- stycke är anordnat för att blåsa luft mot det uppvärmda föremålet när detta skall förflyttas från uppvärmningsplatsen. PO2l1