DE1228645B - Verfahren zum induktiven Haerten von rotationssymmetrischen Werkstuecken, insbesondere von rotationssymmetrischen Wellenteilen oder Lagerstellen von Kurbelwellen - Google Patents

Description

• Verfahren zum induktiven Härten von rotationssymmetrischen Werkstücken, insbesondere von rotationssymmetrischen Wellenteilen oder Lagerstellen von Kurbelwellen Beim Induktionshärten von rotationssymmetrischen Wellenteilen oder Lagerstellen unterscheidet man im allgemeinen drei Verfahren.
• Beim ersten Verfahren besteht der Heizkopf aus einer kreisförmigen Schleife oder Spule, die das zu härtende Werkstück umschließt und bei dem das Werkstück durch eine Spule hindurchbewegt und aufgeheizt wird (Vorschubverfahren). Dieses Verfahren ist aber nur dann anwendbar, wenn die zu härtende Welle in die Spule eingeführt werden kann. Es eignet sich deshalb nur zum Härten von langen zylindrischen Teilen, z. B. Steuerwellen.
• Beim zweiten Verfahren wird das Werkstück von einer halbkreisförmigen Heizleiterschleife einseitig umfaßt, das Werkstück rotiert während der Rufheizung um seine Achse. Dieses Verfahren wird beim Härten von einzelnen Laufzapfen, insbesondere von Kurbelwellen, angewandt, wobei neuerdings nicht nur die zylindrischen Zapfen, sondern auch Anlaufbunde und Hohlkehlen an Wellenabsätzen gehärtet werden müssen.
• Das dritte Verfahren stellt eine Kombination des ersten und zweiten Verfahrens dar. Um mit einer kreisförmigen Heizleiterschleife beispielsweise an die Kröpfung bzw. Lagerstelle einer Kurbelwelle zu gelangen, muß der Heizleiter aufklappbar gemacht werden, so daß er das Werkstück zum Härten umschließt. Zum Aufheizen kann das Werkstück stillstehen, rotieren oder sich in Längsrichtung bewegen. Ein solcher Heizleiter ist in der Herstellung natürlich wesentlich komplizierter und im Betrieb anfälliger als eine geschlossene, ringförmige Spule oder ein teilweise umfassender Heizleiter.
• In Europa hat sich das zweite Verfahren beim Härten von Kurbelwellen durchgesetzt. Dabei ist es nun schwierig, mit einer einzigen stromdurchflossenen Schleife die Rufheizung und Härtung eines abgesetzten Wellenzapfens mit Schulter und Hohlkehle beispielsweise so gleichmäßig zu erreichen, wie es vom Festigkeitsstandpunkt aus wünschenswert wäre.
• Das nachstehend beschriebene Verfahren, das Gegenstand der Erfindung ist, erleichtert das Härten solch komplizierter Querschnittsformen samt übergängen wesentlich und stellt einen Fortschritt auf dem Gebiet der induktiven Härtung dar.
• Bekanntlich erfolgt die Rufheizung beim induktiven Erwärmen durch Wirbelströme in der Werkstückoberfläche, die durch das Magnetfeld des Heizleiters in der Werkstückoberfläche induziert werden. Der Heizleiter wird dabei von einem Wechselstrom mittlerer Frequenz (etwa 10 kHz) und hoher Stromstärke durchströmt. Nun ist die Wirkung-des Magnetfeldes einmal stark vom Abstand des Heizleiters von der Werkstückoberfläche abhängig, zum anderen muß der magnetische Fluß durch besondere, auf dem Heizleiter angeordnete Eisenpakete in die gewünschte Richtung gelenkt werden. Der Wärmeabfluß im Werkstück ist andererseits sehr stark vom Querschnitt abhängig, so daß es langwieriger Versuche bedarf, um die gewünschte Härtetiefe an jeder Stelle zu erreichen.
• Diese Schwierigkeit wird nun erfindungsgemäß wesentlich verkleinert, wenn man den Heizleiter aus mehreren Schleifen zusammensetzt und die einzelnen Schleifen getrennt speist. Man kann dann beispielsweise eine Schleife für den zylindrischen Teil, eine für den stirnseitigen Wellenabsatz und eine für den übergang dieser beiden Partien vorsehen und jede Schleife mit einem der benötigten Leistung entsprechenden Umformer betreiben. Je nach Wirksamkeit der einzelnen Schleife kann die zugeführte Leistung jeweils den Erfordernissen angepaßt werden. Das Verfahren hat noch weitere Vorteile wirtschaftlicher Art. Für diese Härtung sind mehrere kleine Umformeraggregate nötig, die dann wesentlich wirtschaftlicher eingesetzt werden können als ein Großaggregat. Ein Großaggregat, das für die größte benötigte Leistung ausgelegt sein muß, wird in allen Fällen, wo kleinere Leistungen gebraucht werden, unwirtschaftlich arbeiten. Die Verwendung von mehreren kleinen Umformern bietet gleichzeitig größere Betriebssicherheit; der Ausfall eines Aggregates wird noch nicht zu einer Produktionsunterbrechung führen, da relativ leicht auf ein anderes Aggregat ausgewichen werden kann. Mehrere kleine Umformer unterschiedlicher Leistung bieten noch den Vorteil, daß jeweils ein Aggregat ausgewählt werden kann, das annähernd mit seiner Nennleistung, d. h. mit gutem Wirkungsgrad, arbeitet. Es ist ferner möglich, die einzelnen Heizleiter durch Umformer verschiedener Frequenz zu betreiben, sofern dadurch Vorteile in der Rufheizung der einzelnen Partien entstehen.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum induktiven: Härten von rotationssymmetrischen Werkstücken, insbesondere von rotationssymmetrischen Wellenteiler<' oder Lagerstellen von Kurbelwellen, mit einem.@die zu härtende Stelle teilweise unifassenden Heizleiter, bei dem das Werkstück während der Rufheizung rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß .der Heizleiter aus mehreren Schleifen besteht, die von verschiedenen Umformern gespeist werden. 2: Verfahren'znni induktiven Härten nach Änspruch.l,dadurch gekennzeichnet, daß Umformer unterschiedlicher Leistung und Frequenz verwendet werden.