DD144794A1 - Gleichzeitiges induktionshaerten mehrerer haertezonen unterschiedlicher form - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das gleichzeitige Induktionshärten von mit Mittelfrequenz härtbaren Bauteilen des Maschinen- und Fahrzeugbaues mit mehreren Härtezonen stark voneinander abweichender Form, beispielsweise Sahnräder mit zu härtender Verzahnung und zu härtenden Nabenflächen. Es wird ein Verfahren vorgestellt, wonach ein gleichzeitiges Härten aller Härtezonen eines oder mehrerer Werkstücke möglich ist, indem dazu geeignete Anordnungen und Verfahrensparameter verwendet werden. Die Vorteile bei der Anwendung dieses Verfahrens liegen darin begründet, daß durch die Mehrfachnutzung mit einem .Verfahrensschritt wesentliche Arbeitszeit- und Energieeinsparungen sowie geringerer Aufwand an Ausrüstungen erforderlich werden.

Description

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Gleichzeitiges Induktionshärten mehrerer Härtezonen, unterschiedlicher Form.

2. Anv/endungsgebiet.

Die Erfindung bezieht sich auf das induktive Oberflächenhärten von Werkstücken mit Härtezonen unterschiedlicher Form aus dem Haschinen-, und Fahrzeugbau, im vorliegenden Falle auf rotationssymmetrische Bauteile, z.B. mit einer zu härtenden Verzahnung als erste Härtezone und einer kreis— ringförmigen Anlauffläche als zweite Kärtezone, wie bei ge—· rad- oder schrägverzahnten Zahnrädern.

3. Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die gleichzeitige Wärmebehandlung mittels Mehrfachihduktcren. oder Linieninduktoren an Bauteilen mit mehreren gleichförmigen oder formmäßig ähnlichen Härtezonen kann als praktischer. Stand der Technik betrachtet werden.

Eine Wärmebehandlung von Bauteilen mit mehreren Härtezonen, sehr unterschiedlicher Form erfolgt aus Gründen der komplizierten und aufwendigen Bestimmung von Verfahrensparametern. und geeigneten Einrichtungen sowie aus Gründen der komplizierteren Reproduzierbarkeit vorwiegend durch zeitlich nacheinander vorgenommene Wärmebehandlungen der einzelnen. Härtezonen, wie z.B. auf Rundtischhärtemaschinen mit entsprechend angeordneten Heiz— und Abschreckstationen; "Klepzig— Fachberichte, Heft. 7,/73".

Das Gebiet der gleichzeitigen induktiven. Wärmebehandlung; von mehreren Härtezonen sehr unterschiedlicher Formen am gleichen Bauteil nach dein 'Gesamtflächenerwärmungsverfahren ist sehr vielfältig und noch relativ unerschlossen, besonders

~ 2 - 4Cl *£&9 .

auf dem Gebiet der Frequenzen unterhalb 1.0 000 Hz, Die bereits gefundenen Lösungen lassen sich relativ selten auf .andere Anwendungsbeispiele übertragen, wie z:.B. gleichzeitiges Härten der. Bocken und der Lagersitze an Keilwellen, für Lkw—Bremsen.

4. Ziel der Erfindung

Der Erfindung liegt die Zielstellung zugrunde, ein Verfahren mit: den zu. seiner, ^urchführung erforderlichen Anordnungen zu. entwickeln, welches die bisher zeitlich nacheinander erfolgenden technologischen Schritte in einem technologischen Ar— beitsgang vereinigt und damit: die aus dem Stand der Technik bekannten technisch-ökonomischen Mangel beseitigt.

5. ' Darlegung des Wesens der Erfindung . Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,., entsprechend der. Zielstellung ein Verfahren mit· den zu seiner Durchführung 45! notwendigen Anordnungen und Einrichtungen zu entwickeln, welches gewährleistet, daß Bauteile mit. unterschiedlich, gestalteten Härtezonen gleichzeitig zur Durchführung des Härtepro— zesses wärmebehandelt werden können. Die Ursachen der Mangel der bekannten technischen Lösungen sind darin zu suchen, daß 50. mit den bisher bekannten Verfahren und deren Einrichtungen eine Mehrfachwärmebehandlung gleichzeitig nicht, durchgeführt werden kann. Begründet wird das mit der Unterschiedlichkeit; der Verfahrensschritte und der dazu, notwendigen Einrichtungen und Anordnungen, die gleichzeitige Handlungen an verschiede— 5S neu und verschiedenartigen Härtezonen nicht zulassen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß - mehrere unterschiedliche zu. behandelnde Stellen unterschiedlichster Formen gleichzeitig mit induktiver Erwärmung auf Härtetemperatur gebracht werden, ohne dabei einzeln oder insgesamt, örtliche Überhitzungen zu bekommen, weil das bekannte Gesamtflächen-Erwärmungsverfahren einschl. der. erforderlichen Ausgleichszeit einrichtungsmäßig und zeitlich entsprechend den zu erwärmenden bzw. zu härtenden Zonen modifiziert ist; - alle gleichzeitig zu erwärmenden Stellen nur von.einer

frequenzumformenden Energiequelle gespeist werden; - alle nach dem vorgenannten Verfahrensschritt erwärmten Härtezonen auch gleichzeitig abgeschreckt werden mit anschließendem Anlaßvorgang.

ΊΟ Das erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch mehrfach und gleichzeitig durchgeführt,, indem eine einrichtungsmäßige Anordnung einer Kombination aus Induktoren und brauseartigen Abschreckeinrichtungen an den. zu härtenden Stellen benutzt wird, d.h. daß bisher nacheinander durchgeführte Verfahrens-

15: schritte "härten" jetzt, gleichzeitig durchgeführt werden-. Die füir die Durchführung des. Verfahrens erforderliche Anordnung, von der Sache her bekannte Einrichtungsbauteile, sind so: ausgeführt, daß eine Kombination aus mehreren Einzelinduktoren zu einem Mehrfachkombinationsinduktor verarbeitet wird, wobei einzelne Induktorregionen zur Leistungskonzentratioii mit Konzentratorblechen besetzt sind. Die Induktorkombination stellt eine elektrische und kühlmedienmäßige Serienschaltung dar. Der Abschreckbehälter ist eine den Gegebenheiten angepaßte Einrichtung.

•85" Durch das Verfahren mit den entsprechenden Anordnungen wird gewährleistet, daß eine wesentliche Reduzierung des Zeitaufwandes eintritt gegenüber den bisher bekannten nacheinander durchzuführenden Verfahrensschritten. Außerdem, tritt der Vorteil ein, daß der apparative. Aufwand für Verfahrensdurchführung, Umformung und Verteilung der Energie, Steuerung der Anlagen und Handhabung der Y/erkstücke wesentlich vereinfacht wird bei Einhaltung der Qualitätsparameter- am Werkstück«

6^;. Ausführungsbeispiel.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel.

35: näher, erläutert werden.

Die dazu gehörende Zeichnung zeigt ein Werkstück 5' mit zwei in OiEer. Form stark unterschiedlichen Härtezonen 1,2 sowie den zugehörenden wassergekühlten Teilinduktorspulen 3,-4 der gesamten Heizeinrichtung, die elektrisch und kühlmedienmäßig in Serie geschaltet sind.

Windungszahlen 8, Y/indungsabstände 9, Koppelabstände 1.0, Leiterhohlprofile T.1., Strom und Heizzeit sind bei vorgegebener Betriebsfrequenz: so aufeinander abgestimmt, daß eine

~ 4- - 2

gleichzeitige Erwärmung der zwei Härtezonen ohne qualitäts-

105; mindernde Überhitzungen ermöglicht wird.

Im Bedarfsfalle werden an diskreten:. Stellen Konzentratorbleche 6 zur Steigerung des Induktorwirkungsgrades, eingesetzt, lach Erreichen der für. die unterschiedlichen Härtezonen 1:,2 erfor.derlichesn Temperatur erfolgt; mittels geeig-

1.TD neter. Anordnung 1 das Eintauchen, in das Härtebad bzw. Abschrecken, durch Brause und Austragen des Werkstückes..

Claims (4)

1. - 5; ~ έ

   Anspruch . .

   T.. Verfahren und Anordnung zum gleichzeitigen indulctiven Oberflächenhärten von mehreren formenmäßig stark unterschiedlichen .Härtezonen am gleichen Werkstück ohne qualitätsmin— dernde partielle Überhitzungen gekenn z.eichne .t; dadurch, daß die wesentlichen Verfahrensschritte wie gleichzeitige induktive Erwärmung aller sich an einem oder mehreren;, vorzugsweise rotierenden Y/erkstücken befindlichen Härtezonen stark unterschiedlicher Form, auf Härtetemperatur nach dem: Gesamtflächenerwärmungsverfahren, einschließlich, der.· erforderlichen Ausgleichszeit, wobei die Lieferung der Energie aus nur· einem Frequenzumformer erfolgt, bei gleichzeitigem Abschrecken aller Här.tezonen durchgeführt werden,- wobei taktmäßig mit Beginn oder während des Abschreckens bzw. danach das Erhitzen der nachfolgenden Werkstücks: auf. Härtetemperatur, vorgenommen wird.
2. 2. Verfahren und Anordnung nach Punkt 1 g e k e η η ζ e i c. h. net dadurch, daß eine Anordnung verwendet wird, die im wesentlichen aus einer Kombination von Induktoren zu einer Heizeinrichtung und einer Abschreckeinrichtung besteht'.
3. 3. Verfahren und Anordnung nach Punkt 1 g e k e η η -

   ζ ei c h η e t dadurch, daß auf die Härtezonen bezogene definierte Anordnungs- und Verfahrensparameter Wie Windungszahl, Hohlleiteranordnung, Hohlleiterprofil, Konzen— tratorblechbesatz, Stromstärke, Frequenz und Heizzeitztir Anwendung kommen.
4. 4. Verfahren und Anordnung nach.Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung im wesentlichen aus einer Hohlleiteranordnung analog einer elektrischen und kühlmedienmäßigen Seri.enschaltung von entsprechenden modifizierten Teilen der für die einzelnen Härtezonen notwendigen Induktoren: als Heizeinrichtung besteht und ein für das Abschrecken der gehärteten Teile geeigneter' Abschreckbe— halter beigeordnet, ist.

   Hierzu