DE102009053197A1

DE102009053197A1 - Verfahren und Vorrichtung zum induktiven Härten großer ringförmiger Werkstücke

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Publication number: DE102009053197A1
Application number: DE102009053197A
Authority: DE
Original assignee: IMO Holding GmbH
Current assignee: IMO Holding GmbH
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-05-12
Also published as: WO2011054540A3; WO2011054540A2; EP2497331A2

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum induktiven Härten eines großen, ebenen, ringförmigen Werkstücks, wobei das Werkstück während des induktiven Härtens um eine zu seiner Grundebene etwa rechtwinklige Achse rotiert wird.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum induktiven Härten großer ringförmiger Werkstücke.
Große ringförmige Werkstücke werden in der Technik häufig als Führungsbahnen für Drehbewegungen eingesetzt. Dabei weisen derartige ringförmige Teile meist eine oder mehrere umlaufende Lauf- oder Gleitbahnen auf, woran Wälz- oder Gleitkörper, Dichtungselemente, etc. entlang rollen, gleiten oder streifen. Um dabei einem übermäßigen Verschleiß vorzubeugen, werden derartige Lauf- oder Gleitbahnen oder sonstige, besonders beanspruchte Bereiche bevorzugt gehärtet.
Vorzugsweise werden dabei nur die eigentlichen Lauf- oder Gleitbahnen bzw. nur die besonders beanspruchten Bereiche im Bereich der jeweiligen Oberfläche gehärtet, so dass der Kern des Rings vergleichsweise weich bleibt und damit auch im robusten Einsatz nicht zu Rißbildungen neigt, wie dies bei spröden Materialien zu befürchten wäre.
Ein Verfahren zum oberflächigen Härten eines ringförmigen Werkstücks ist das induktive Härten. Dabei wird mit einem elektromagnetischen Feld wechselnder Polarität in dem Werkstück lokal ein großer Stromfuß induziert, der infolge innerer Reibung starke Wärme freisetzt.
Bei der induktiven Härtung ringförmiger Werkstücke lassen sich verschiedene Verfahren unterscheiden. Zum einen gibt es die sog. Gesamtflächenhärtung, mit einem etwa ringförmigen Induktor, welcher den gesamten Umfang des Werkstücks gleichzeitig erwärmt. Dies ist jedoch nur bei Werkstücken mit einem begrenzten Umfang möglich, da ansonsten die gleichzeitig aufzubringende Leistung technologisch nur noch mit extremem Aufwand beherrschbar ist. Bei ringförmige Werkstücke mit größerem Umfang bzw. Durchmesser wird üblicherweise das sog. Vorschubhärten verwendet. Dabei laufen ein oder mehrere Induktoren während des Härtens an dem Umfang des Werkstücks entlang und erwärmen dieses partiell. Dabei ist zu beachten, dass am Ende eines Umlaufs der Induktor abgeschalten oder entfernt wird. Dabei ergibt sich in den Randbereichen der Härtezone eine ungünstige Temperaturverteilung, welche für den Härteprozess nicht ausreichend ist und eine weiche Stelle hinterläßt, einen sog. „Schlupf”. Will man diesen vermeiden, sind wenigstens zwei Induktoren vonnöten, welche sich zum Abschluß des Härtungsvorgangs einander annähern, so dass dazwischen keine Zone mit ungünstiger Temperaturverteilung verbleibt Zu diesem Zweck wird in der WO 2006/087152 A2 vorgeschlagen, 2 Induktoren in entgegengesetzten Richtungen an dem Umfang eines ringförmigen Werkstücks entlang laufen zu lassen. Eine dafür erforderliche Anordnung erweist sich aber für die Praxis als zu komplex, da zwei gegensinnige Umlaufbewegungen miteinander gekoppelt werden müssen.
Aus den Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, dass der technologische Aufwand zum oberflächigen Härten großer ringförmiger Werkstücke so weit als möglich reduziert werden kann.
Die Lösung dieses Problems gelingt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch, dass das Werkstück während des induktiven Härtens um eine zu seiner Grundebene etwa rechtwinklige Achse rotiert wird.
Durch diese Maßnahme kann eine Umlaufbewegung durch eine Drehbewegung des Werkstücks ersetzt werden. Eine Drehbewegung läßt sich aber technologisch einfacher realisieren als eine Umlaufbewegung.
Es hat sich als günstig erwiesen, dass das ringförmige Werkstück auf einem Drehtisch liegt, der motorisch antreibbar ist. Nach präziser Zentrierung des Werkstücks auf dem Drehtisch kann gewährleistet werden, dass die Symmetrieachse des Rings koaxial zu der Drehachse des Drehtischs ist. Sodann kann das Werkstück fixiert werden, bspw. festgespannt. Sodann läßt sich das Werkstück einfach durch In-Gang-Setzen des Drehtisch-Antriebs um eine zu der Tischebene bzw. Ringebene rechtwinklige Achse rotieren.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks konstant gehalten wird, vorzugsweise mittels einer Regelung. Durch eine konstante Rotationsgeschwindigkeit bleibt die Relativgeschwindigkeit gegenüber den Induktoren konstant, und die Verweildauer eines Oberflächenbereichs im elektromagnetischen Feld eines Induktors ist während des Härtens konstant. Infolge der koaxialen Ausrichtung der Symmetrieachse des Werkstücks mit der Drehachse des Drehtischs wird gewährleistet, dass der/die/alle Induktor(en) während der gesamten Härtungsphase stets den selben Abstand zu dem zu härtenden Oberflächenbereich des ringförmigen Werkstücks einhalten und damit stets eine konstante und gleichbleibende Wärmeleistung in das Werkstück eingekoppelt wird – alle Oberflächenbereiche werden näherungsweise auf die selbe Temperatur erwärmt und erfahren damit eine etwa gleichbleibende Härtung.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass wenigstens ein Induktor während des induktiven Härtens ortsfest bleiben kann. Dieser bedarf keiner Führung, sondern braucht nur festgelegt zu werden. Die Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Werkstück ergibt sich einzig aus dessen Rotation.
Andererseits sollte wenigstens ein Induktor während des induktiven Härtens um die Rotationsachse des Werkstücks herum bewegt werden, und zwar vorzugsweise in der selben Drehrichtung wie das Werkstück selbst, insbesondere jedoch schneller als jenes. Damit ist die Relativdrehzahl eines derartigen Induktors gegenüber dem Werkstück anders als die eines ortsfesten Induktors; insbesondere können beide Relativdrehzahlen entgegengesetzt sein, so dass sie zum Ende eines Härtezyklus einander angenähert werden können, bis sich ihre elektromagnetischen Felder überlappen.
Besonders überschaubare Verhältnisse ergeben sich, sofern wenigstens ein bewegter Induktor etwa mit der doppelten Drehzahl des Werkstücks um dieses umläuft. In diesem Fall ist die Relativdrehzahl eines derartigen Induktors gegenüber dem Werkstück gleich groß wie die Relativdrehzahl eines ortsfesten Induktors, nur entgegengesetzt bzw. gegensinnig zu dieser. Beide Induktoren überstreichen daher im gleichen Zeitraum gleich große Umfangsabschnitte des Werkstücks.
Wie die Erfindung weiterhin vorsieht, kann sich wenigstens ein bewegter Induktor bei der Härtung unmittelbar aufeinander folgender Werkstücke in entgegengesetzten Umlaufrichtungen bewegen. Damit läßt sich ein Verfahren realisieren, wobei ein beweglicher Induktor beständig zwischen zwei ortsfesten Induktoren (oder zwischen den beiden Seiten eines ortsfesten Induktors) hin und her pendelt. Ein Zurückfahren ist daher zwischen zwei aufeinander folgenden Härtephasen nicht erforderlich.
Ferner ist es möglich, dass aufeinander folgende Werkstücke in entgegengesetzten Drehrichtungen rotiert werden. Damit werden alle Relativdrehzahlen der verschiedenen Induktoren umgekehrt, und das Verhältnis der Relativdrehzahlen zweier Induktoren bleibt konstant.
Bevorzugt wird eine gerade Anzahl von Induktoren verwendet. Von diesen kann die Hälfte ortsfest angeordnet sein, während die andere Hälfte umläuft. Insbesondere können alle umlaufenden Induktoren stets eine gemeinsame Umlaufrichtung aufweisen, die jedoch bei der Härtung aufeinander folgender Werkstücke gemeinsam umgekehrt werden kann.
Obwohl zu Beginn und am Ende der Induktionshärtung eines Werkstücks die Induktoren jeweils paarweise beieinander gruppiert sind, kann die Ausgangsposition der beweglichen Induktoren bei aufeinander folgenden Härtungsvorgängen unterschiedlich sein. D. h., die Endposition der Induktoren nach einem Härtungsvorgang entspricht gleichzeitig der Anfangsposition der Induktoren vor dem folgenden Härtungsvorgang. Da sich jedoch die Anfangs- und Endpositionen eines einzigen Härtungsvorgangs voneinander untersscheiden, sind auch die Anfangspositionen bei aufeinander folgenden Härtungsvorgängen unterschiedlich.
Wenn sich zu Beginn und am Ende der Induktionshärtung eines Werkstücks die elektrischen Felder zweier dann jeweils unmittelbar benachbarter Induktoren überlappen, kann die Ausbildung einer weichen Zone bei dem Härtungsvorgang vermieden werden. In der dadurch entstehenden, gemeinsamen Erwärmungszone werden Randbereiche mit abweichenden Temperaturen auf die Randzonen eines gehärteten Ringbereichs zurückgedrängt, während die ringförmige Kernzone des gehärteten Ringbereichs keinen Schlupf aufweist.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum induktiven Härten eines großen, ebenen, ringförmigen Werkstücks, zeichnet sich aus durch einen Drehtisch, um das Werkstück während des induktiven Härtens um eine zu seiner Grundebene etwa rechtwinklige Achse zu rotieren. Ein solcher Drehtisch sollte um eine vertikale Achse drehbar gelagert sein, vorzugsweise mittels Momentenlagern, welche für eine exakte Einhaltung einer horizontalen Orientierung der Drehtischebene bei dessen Bewegung sorgen.
Der Drehtisch sollte angetrieben sein. Dies kann bspw. über einen rundumlaufenden Zahnkranz an dem Drehtisch selbst oder an einem Lager desselben bewerkstelligt werden, womit ein Ritzel oder eine Schnecke an der Ausgangswelle eines Motors kämmt.
Ferner kann eine Regelung vorgesehen sein, um die Rotationsgeschwindigkeit des Drehtischs während des induktiven Härtens konstant zu halten und damit während eines Härtungsdurchgangs eine möglichst konstante Oberflächenhärte der gehärteten ringförmigen Bahn zu erzielen.
Diesem Zweck dient auch eine Weiterbildung der Erfindung, wonach der radiale Abstand r wenigstens eines Induktors zu der Drehachse des Drehtischs verstellbar ist. Damit kann die Härtungsanlage an Werkstücke mit unterschiedlichem Durchmesser angepaßt werden und jeweils ein dem optimalen Einkopplungsgrad entsprechender Radialabstand zwischen Induktor und Werkstückoberfläche eingestellt werden. Diese Verstellbarkeit betrifft bevorzugt alle Induktoren, also neben den umlaufenden Induktoren auch die während der Härtung ortsfest fixierten Induktoren. Sofern alle Induktoren baugleich sind und das Werkstück eine gleichbleibende Härtung entlang seines gesamten Umfangs erhalten soll, empfiehlt es sich, für alte Induktoren den selben radialen Abstand r einzustellen. Außerdem kann auch die den verschiedenen Induktoren zugeführte Leistung einheitlich eingestellt oder geregelt sein, bspw. indem alle Induktoren in einem einzigen, gemeinsamen Stromkreis hintereinander bzw. in Reihe angeordnet sind und daher von dem gleichen Strom durchflossen werden.
Abgesehen von dieser Radialeinstellung sollte wenigstens ein Induktor während eines Härtungsdurchgangs ortsfest fixiert oder fixierbar sein. D. h., nachdem sein Radialabstand r zu der Drehachse des Drehtischs eingestellt ist, wird er arretiert und damit ortsfest fixiert. Das Werkstück dreht sich sodann in gleichbleibendem Abstand an diesem Induktor vorbei und wird dabei gehärtet.
Andererseits sollte wenigstens ein Induktor längs einer Kreisbahn um die Drehachse des Drehtischs verfahrbar sein, wobei die Erfindung empfiehlt, dass die Kreisbahnebene mit der Grundebene des Drehtischs identisch oder parallel dazu ist. Bspw. könnte ein solcher Induktor auf einem etwa radial zu der Drehachse verlaufenden Arm fixiert oder fixierbar sein, welcher um die Drehachse des Drehtischs verschwenkbar gelagert ist.
Sofern mehrere bewegliche Induktoren vorgesehen sind, können dieselben mit einer gleichen bzw. gemeinsamen Umlaufgeschwindigkeit v_lu umlaufen. Dies kann auf einfachstem Wege dadurch bewerkstelligt werden, dass mehrere oder alle beweglichen Induktoren an einem gemeinsamen Drehkörper angeordnet sind, bspw. an einer gemeinsamen Scheibe, die sich unterhalb oder oberhalb des Drehtischs bewegt, oder an je einem von mehreren, strahlenförmigen Armen eines bspw. etwa sternförmigen Drehkörpers. Außerdem kann ein beweglicher Induktor zu seinen beiden, jeweils benachbarten, beweglichen Induktoren den gleichen Abstand bzw. Zwischenwinkel δ aufweisen. Der konstante zentrale Zwischenwinkel δ zwischen zwei direkt benachbarten, beweglichen Induktoren ist dabei vorzugsweise gegeben zu δ = 360°/m_lb, wobei m_lb vorzugsweise der Anzahl der beweglichen Induktoren entspricht.
Andererseits sollte der Verfahrweg eines vierfahrbaren Induktors begrenzt sein, bspw. auf einen Zentrumswinkel α von etwa α = 360°/n, wobei n = 1, 2, 3, ..., vorzugsweise n = m_lb.
Schließlich gilt für den Zentrumswinkel ξ, um welchen das Werkstück während eines kompletten Härtungsvorgangs gedreht werden muß: ξ = 360°/m, wobei m = m_lb + m_lo
mit m_lb = Anzahl der beweglichen Induktoren
m_lo = Anzahl der ortsfesten Induktoren.
Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass die Umlaufgeschwindigkeit v_lu des entlang einer Kreisbahn mit dem Radius r vierfahrbaren Induktors mit der Rotationsgeschwindigkeit n_D des Drehtischs gekoppelt ist, so dass gilt: v_lu = 2πr·k·n_D, wobei k = const., insbesondere k = 2. Bei k = 2 gilt für die relativen Umlaufgeschwindigkeiten v_lour, v_lbur der ortsfesten bzw. beweglichen Induktoren gegenüber dem Werkstück: v_lour = –v_lbur bzw. v_lour + v_lbur = 0.
Daraus resultiert bei einer konstanten Drehzahl n_D des Werkstücks und einer Gesamtzahl m von Induktoren eine für eine komplette Rundum-Härtung benötigte Härtungszeit T_H von T_H = 1/(m·n_D), d. h., die Härtungszeit T_H ist sowohl umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit des Drehtischs als auch umgekehrt proportional zur Gesamtzahl aller Induktoren.
Der Antrieb für den Drehtisch und/oder für einen entlang einer Kreisbahn vierfahrbaren Induktor sollte in beiden Dreh- bzw. Umlaufrichtungen aktivierbar sein, so dass ohne Getriebe eine Drehrichtungsumkehr des Drehtischs bewirkt werden kann.
Die Erfindung zeichnet sich weiterhin aus durch wenigstens einen Schalter, um die Antriebsrichtung für den Drehtisch und/oder für einen entlang einer Kreisbahn vierfahrbaren Induktor umzuschalten, insbesondere dann, wenn der Drehtisch bzw. der Induktor eine vorgegebene Position erreicht hat. Es kann sich hierbei um ein Relais handeln, das bspw. an jeder Endposition von einem dort angeordneten Endschalter umgeschalten wird. Ein solcher Endschalter kann bspw. in dem Bewegungsbereich eines vierfahrbaren Induktors angeordnet sein und von einem mit diesem verbundenen Betätigungsglied aktiviert werden. Bevorzugt handelt es sich bei einem derartigen Endschalter um einen Taster, der von dem Betätigungsglied EIN-getastet – oder, je nach Anordnung, AUS-getastet wird und sodann eine bspw. feste Eingangsspannung durch- oder abschaltet. Infolgedessen wird bspw. der Drehantrieb des Drehtischs abgeschaltet und – entweder gleichzeitig oder verzögert – auch die Induktoren deaktiviert werden. Schließlich kann noch ein Signal ausgelöst werden – bspw. ein akustisches Signal (Hupe) und/oder ein optisches Signal (Signallampe), um einer Bedienperson den Abschluß des Härtungsvorgangs anzuzeigen. Nach Abschaltung kann dann das nächste Werkstück gehärtet werden. Dazu kann entweder das alte Werkstück gelöst und abtransportiert werden – bspw. mit einem Kran abgehoben – und sodann ein neues Werkstück aufgelegt und fixiert werden. Oder der Drehtisch ist als vierfahrbarer Mehrfach-, insbesondere Tandem-Drehtisch ausgebildet; solchenfalls kann ein folgendes Werkstück aufgelegt, justiert und fixiert werden, während das vorhergehende gerade gehärtet wird. Nach Abschluß des Härtungsvorgangs wird sodann die Drehtisch-Einheit mit beiden Drehtischen verfahren, wobei der Drehtisch mit dem soeben gehärteten Ring aus der Induktionsanlage entfernt und der Drehtisch mit dem neu aufgespannten Ring in diese hinein bewegt wird. Nach exakter Ausrichtung des Drehtischs, was durch eine automatische Einrastung bewirkt werden kann, läßt sich der nächste Ring bearbeiten, d. h. härten, während der soeben fertiggestellte gelöst und abtransportiert und durch ein neues Werkstück ersetzt wird. Zusätzlich zu dem soeben beschriebenen Abschalten des Drehantriebs wird von dem betreffenden Endschalter außerdem noch die Polarität des Drehantriebs umgepolt bzw. dessen Drehrichtung umgeschalten, so dass bei abermaligem Einschalten – bspw. durch manuelles Überbrücken des Endschalters der Drehtisch wieder in Bewegung versetzt wird, nun aber mit umgekehrter Drehrichtung.
In einer derartigen Umschalt-Position sollten jeweils zwei Induktoren unmittelbar benachbart sein, insbesondere derart, dass deren elektrische Felder einander überlappen. Dadurch vereinigen sich am Ende eines Härtungsdurchgangs die Heizzonen der betreffenden beiden Induktoren, und es verlbeibt zwischen denselben kein Schlupf.
Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass einem Induktor wenigstens eine Brause für ein Abschreck- oder Kühlmedium zugeordnet ist. Damit lassen sich im Rahmen des Vorschubverfahrens die Verfahrensschritte des Anlassens bzw. Erwärmens und des Abschreckens direkt miteinander kombinieren. Der Abstand d zwischen einer solchen Brause und dem betreffenden Induktor hängt u. a. auch von der relativen Umlaufgeschwindigkeit v_lur des betreffenden Induktors gegenüber dem Werkstück ab; vorzugsweise gilt: d ~ v_lur.
Einer weiteren Konstruktionsvorschrift entsprechend sind einem Induktor zwei Brausen für ein Abschreck- oder Kühlmedium (Abschreckbrausen) zugeordnet, in beiden Umfangsrichtungen gegenüber dem Induktor versetzt, insbesondere in jeweils gleichen Abständen d₁, d₂ zu dem Induktor: d₁= d₂.
Dadurch kann für jede Drehrichtung des Drehtischs die in der jeweiligen relativen Umlaufgeschwindigkeit v_lour, v_lbur des betreffenden ortsfesten oder beweglichen Induktors gegenüber dem Werkstück jeweils hinter dem Induktor angeordnete Abschreckbrause verwendet werden, um die soeben erwärmten Oberflächenbereiche des Werkstücks abzuschrecken.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die einem ortsfest fixierten oder fixierbaren Induktor zugeordneten Abschreckbrausen ebenfalls ortsfest fixiert oder fixierbar sind; ggf. abgesehen von einer radialen Verstellbarkeit zwecks Anpassung an Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers.
Dementsprechend sollten die einem längs einer Kreisbahn verfahrbaren Induktor zugeordneten Abschreckbrausen ebenfalls längs einer Kreisbahn verfahrbar sein, vorzugsweise unter Einhaltung eines konstanten Abstandes d₁, d₂ zu dem betreffenden Induktor, insbesondere unter Einhaltung gleicher Abstände d₁, d₂: d₁ = d₂.
Die Erfindung empfiehlt, dass in jeder Drehrichtung des Drehtischs bzw. Umlaufrichtung eines Induktors pro Induktor nur jeweils eine Abschreckbrause aktiviert oder aktivierbar ist, vorzugsweise jeweils die in Bezug auf das Werkstück dem betreffenden Induktor folgende. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Umschaltung zwischen den beiden demselben Induktor zugeordneten Abschreckbrausen an die Umschaltung der Drehrichtung des Drehtischs gekoppelt ist. Außerdem kann eine solche Umschaltung für alle Abschreckbrausen-Paare gemeinsam erfolgen, so dass die in einer Drehrichtung jeweils hinten liegenden Abschreckbrausen über ein gemeinsames Ventil mit einem Vorratsbehälter für das Kühl- oder Abschreckmedium gekoppelt sind, die in der anderen Drehrichtung jeweils hinten liegenden Abschreckbrausen dagegen durch ein anderes gemeinsames Ventil. Die Ventilsteuerung kann an die oben beschriebenen Endschalter gekoppelt sein, um die zuletzt verwendeten Abschreckbrausen bei Erreichen einer Endposition gemeinsam auszuschalten und die der entgegengesetzten Drehrichtung des Drehtischs zugeordneten Abschreckbrausen gemeinsam einzuschalten, bspw. gleichzeitig mit dem (manuellen) Einschalten des Drehtischs in der umgekehrten Drehrichtung.
Damit sich in einem Endpunkt zwei Induktoren einander bis auf einen minimalen Abstand annähern können, könnten bspw. die beiden Abschreckbrausen eines Induktors auf unterschiedlichen Höhen, bezogen auf die Grundebene des zu härtenden Werkstücks bzw. des Drehtischs, angeordnet sein, so dass sie kollisionsfrei aneinander vorbei gleiten können. Dazu ist es wichtig, dass alle jeweils in demselben Drehsinn (bspw. im Uhrzeigersinn) jeweils vor dem betreffenden Induktor liegenden Abschreckbrausen auf einer gemeinsamen Höhe liegen, während die in dem selben Drehsinn jeweils hinter dem betreffenden Induktor liegenden Abschreckbrausen auch auf einer gemeinsamen, jedoch anderen Ebene liegen (bspw. nach oben oder nach unten versetzt). Will man einander ganz eng benachbarte Abstände zweier Induktoren in einer Endposition realisieren, sollten sämtliche Abschreckbrausen überdies auf jeweils einer anderen Ebene liegen als die Induktoren selbst.
Wenigstens eine (weitere) Brause kann direkt in einem Induktor angeordnet bzw. mit demselben integriert sein, um nach dem Erreichen einer Endposition die von einer um bspw. d₁ beabstandeten Abschreckbrause nicht erreichbaren Bereich der (vereinigten) Heizzone unter den sodann direkt benachbarten Induktoren kühlen bzw. abschrecken zu können.
Der Lehre der Erfindung entspricht schließlich eine Einrichtung, um die Leistung wenigstens eines Induktors in Abhängigkeit von dessen Position bzw. von der Drehstellung des Drehtischs zu variieren. Dadurch ist es möglich, auf besondere Gegebenheiten eines Werkstücks individuell einzugehen. In diesem Fall kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn unterschiedliche Induktoren getrennt voneinander steuerbar sind, also in voneinander getrennten Stromkreisen liegen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
1a, 1b eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht, jeweils während der Bearbeitung zweier unmittelbar aufeinander folgender Werkstücke;
2a, 2b eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht, jeweils während der Bearbeitung zweier unmittelbar aufeinander folgender Werkstücke; sowie
3a, 3b eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht, jeweils während der Bearbeitung zweier unmittelbar aufeinander folgender Werkstücke;
In den Zeichnungen ist jeweils in der Draufsicht eine Vorrichtung 1 zur Härtung eines ringförmigen Werkstücks 6 zu sehen, mit einem Drehtisch 2, auf dem das Werkstück 6 liegt. Vorzugsweise wird das Werkstück 6 auf dem Drehtisch 2 festgespannt, wobei jedoch derartige Spannmittel in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurden wie auch die Lagerung des Drehtischs 2, die bspw. mittels an dessen Unterseite angeordneter Momentenlager bewerkstelligt werden kann, welche eine Rotation um eine vertikale Drehachse 3 erlauben. Ebenfalls weggelassen sind in der Darstellung schließlich auch ein oder mehrere Antriebseinheiten, um den Drehtisch 2 und damit auch das darauf festgelegte Werkstück 6 in Rotation um die Drehachse 3 zu versetzen. Diese Antriebseinheiten sind vorzugsweise reversibel ausgestaltet, so dass der Drehtisch 2 in beiden Richtungen antreibbar ist. Bei dem/den Antriebsmotor(en) kann es sich bevorzugt um einen Gleichstrommotor handeln, dessen Drehrichtung durch Polaritätsumkehr bewirkt werden kann, und der überdies in seiner Drehzahl regelbar ist. Allerdings sind mittlerweile auch Drehstrommotoren, bspw. Asynchronmotoren in der Drehzahl regelbar und reversierbar, so dass neben Gleichstrommotoren auch eine Reihe anderer Motortypen in Betracht kommen. Falls eine Drehzahlregelung oder -steuerung vorgesehen ist, so kann dies auf einfachem Wege mit einer Leistungselektronik bewirkt werden, wobei im Falb eines Asynchronmotors bspw. ein Umrichter in Betracht kommt, der in der Lage ist, eine Ausgangsspannung variabler Frequenz und/ode Amolitude zu erzeugen. Im Fall einer Regelung können zusätzlich bspw. Inkrementalgeber od. dgl. an dem Drehtisch 2 oder an dem Antrieb vorgesehen sein, so dass eine Drehzahl- und/oder Lageregelung möglich ist.
Ferner sind verschiedene Induktor-Einheiten 4, 5 wiedergegeben, welche grundsätzlich in zwei Kategorien einzuordnen sind: „Ortsfeste Induktor-Einheiten 4, welche in der Zeichnung durch ein „x” gekennzeichnet sind, sowie „bewegliche” Induktor-Einheiten 5, welche kein derartiges „x” aufweisen. Dabei ist der Begriff „ortsfest” relativ zu betrachten, d. h., eine Verstellbarkeit in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 3 kann bei allen Arten von Induktor-Einheiten 4, 5 durchaus vorgesehen sein, um die Induktoren an die Größe bzw. den Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstücks 6 genau anpassen zu können und dadurch unabhängig von der jeweiligen Werkstückgröße jeweils eine optimale Leistungseinkopplung von dem betreffenden Induktor in das Werkstück 6 zu gewährleisten.
Jede Induktor-Einheit 4, 5 verfügt nicht nur über je einen Induktor, welcher der Oberfläche des Werkstücks 6 zugewandt ist, sondern darüber hinaus auch noch über wenigstens eine Brause, insbesondere Abschreckbrause. Vorzugsweise sind jeder Induktor-Einheit 4, 5 zwei Haupt-Brausen zugeordnet, von denen – bspw. im Uhrzeigersinn betrachtet – eine in einem Abstand d₁ vor dem betreffenden Induktor angeordnet ist, während die andere in einem Abstand d₂ hinter dem betreffenden Induktor angeordnet ist; vorzugsweise gilt: d₁ = d₂. In jeder Drehrichtung ist jeweils nur eine Haupt-Brause in Betrieb, deren Aufgabe darin besteht, den von dem Induktor soeben aufgeheizten Oberflächenbereich kurz darauf schnell abzuschrecken.
Ferner kann bspw. eine dritte Brause direkt in dem Induktor vorgesehen sein, welche nach Abschatten des Induktors aktiviert werden kann, um die von diesem zuletzt aufgeheizte Zone abzuschrecken. Diese Brause wird daher nur zeitweise aktiviert und soll im folgenden als Hilfs-Brause bezeichnet werden.
Damit trotz des räumlichen Versatzes zwischen den Haupt-Brausen und dem Induktor in Umfangsrichtung des Drehtischs 2 zwei Induktor-Einheiten 4, 5 einander bis auf einen minimalen Abstand angenähert werden können, sollten die Haupt-Brausen gegenüber dem Induktor versetzt angeordnet sein, bspw. die im Uhrzeigersinn jeweils vorne liegende Brause oberhalb der Induktorenebene, und die im Uhrzeigersinn jeweils hinten liegende Brause unterhalb der Induktorenebene. Eine solche Anordnung hat gegenüber einem unterschiedlichen Versatz in radialer Richtung – der grundsätzlich auch denkbar ist – den Vorteil, dass die Induktoren sich niemals gegenseitig „abschatten”, sondern bei Bedarf immer aktivierbar sind, auch wenn die Induktoren einander noch überlappen.
Vor einem Härtungsdurchgang, oder vor dem ersten Härtungsdurchgang einer Serie von gleichen Werkstücken 6, werden alle Induktor-Einheiten 4, 5 radial genau auf das Maß dieses Werkstückstyps eingestellt und sodann wird diese radiale Einstellung, also der Radius r bezüglich der Drehachse 3, fixiert.
Damit sind ortsfeste Induktor-Einheiten 4 vollständig festgelegt und bewegen sich in der Folge nicht mehr.
Anders die beweglichen Induktor-Einheiten 5, welche entlang von kreisförmigen, zu der Drehachse 3 konzentrischen Bahnen mit Radius r um das Werkstück 6 umlaufen, während gleichzeitig der Drehtisch 2 um seine Drehachse 3 rotiert wird.
Die einfachste Anordnung ist in den 1a, 1b wiedergegeben:
Es gibt dort genau eine ortsfeste Induktor-Einheit 4 und eine bewegliche Induktor-Einheit 5, beide am Rand des Drehtischs 2 in einem Abstand r von der Drehachse 3 positioniert.
1a zeigt die Anordnung zu Beginn einer Härtungssequenz eines ersten Werkstücks 6. Der Drehtisch 2 wird motorisch mit einer Drehzahl n_D angetrieben, im dargestellten Beispiel im Uhrzeigersinn. Er dreht sich in einer Zeit T₁ um 180° um seine Drehachse 3. In der selben Zeit T₁ fährt die bewegliche Induktor-Einheit 5 um nahezu 360° um die Drehachse 3 herum, von einer Ausgangsposition in 1a links vor der ortsfesten Induktor-Einheit 4 bis zu einer Endposition in 1a rechts von der ortsfesten Induktor-Einheit 4. In der Zeit T₁ – also der halben Umlaufzeit des Drehtischs 2 – ist das gesamte Werkstück 6 gehärtet; betrachtet man das Werkstück 6 in seiner – nicht dargestellten – Endposition, so wurde die dann rechts liegende Hälfte des Werkstücks 6 von der beweglichen Induktor-Einheit 5 gehärtet, die dann links liegende Hälfte dagegen von der ortsfesten Induktor-Einheit 4. Die Induktoren der beiden Induktor-Einheiten 4, 5 liegen zu Beginn der Härtungsbehandlung wie auch an deren Ende dicht beieinander, so dass sich ihre beiden elektromagnetischen Felder überlagern und eine gemeinsame Heizzone bilden. Die gemeinsame Heizzone am Beginn der Härtungsbehandlung wie auch die allmählich voranschreitenden Einzel-Heizzonen werden von der/den Haupt-Brausen abgeschreckt, und zwar von denen, welche dem betreffenden Induktor in der relativen Bewegungsrichtung gegenüber dem Werkstück 6 folgen. Die gemeinsame Heizzone am Ende der Härtungsbehandlung wird von den Hilfs-Brausen innerhalb der Induktoren abgeschreckt.
Am Ende der ersten härtungsbehandlung nehmen die beiden Induktor-Einheiten 4, 5 eine Position ein, wie sie in 1b dargestellt ist. Nun werden der Drehantrieb des Drehtischs 2 abgeschalten oder heruntergefahren, um den Drehtisch 2 stillzusetzen; die Induktoren werden abgeschalten bzw. stromlos; die Haupt-Brausen werden abgeschalten und die Hilfs-Brausen werden kurzzeitig eingeschalten. Sodann ist das Werkstück 6 fertig gehärtet, und zwar schlupflos, und kann entnommen werden, bspw. mit einem Kran von dem Drehtisch 2 weggehoben werden.
Während der Drehtisch 2 stillsteht, wird ein neuer Rohling daraufgelegt, justiert und ggf. fixiert. Im Anschluß daran beginnt der folgende Härtungsdurchgang, wobei nun die Induktor-Einheiten 4, 5 zu Beginn die Positionen nach 1b einnehmen.
Der Der Drehtisch 2 wird nun motorisch mit einer Drehzahl –n_D angetrieben, im dargestellten Beispiel im Gegenuhrzeigersinn. Er dreht sich in einer Zeit T₁ um 180° um seine Drehachse 3. In der selben Zeit T₁ fährt die bewegliche Induktor-Einheit 5 um nahezu 360° um die Drehachse 3 herum, von einer Ausgangsposition in 1b rechts von der ortsfesten Induktor-Einheit 4 bis zu einer Endposition links von der ortsfesten Induktor-Einheit 4, wie in 1a angedeutet. In der Zeit T₁ – also der halben Umlaufzeit des Drehtischs 2 – ist auch das zweite Werkstück 6 entlang seines gesamten Umfangs schlupflos gehärtet.
Will man die Umrüstzeiten während zwei aufeinanderfolgenden Härtungsdurchgängen vermeiden, so können zwei unterschiedliche Drehtische 2a, 2b verwendet werden, die – bspw. unter Einhaltung eines konstanten gegenseitigen Abstandes – geneinsam verfahrbar sind, bspw. linear entlang einer gemeinsamen horizontalen Geraden. Sodann befindet sich stets einer der beiden Drehtische 2a, 2b in der Bearbeitungsposition, und der jeweils andere in einer Umrüstposition, wobei das soeben gehärtete Werkstück 6 entnommen und durch einen neuen Rohling ersetzt werden kann, der ohne Zeitdruck positioniert, justiert und fixiert werden kann. Ist die Härtung des Werkstücks in der Bearbeitungsposition abgeschlossen, werden beide Drehtische 2a, 2b gemeinsam verfahren, bis der inzwischen umgerüstete Drehtisch 2a, 2b nun an die Bearbeitungsposition gelangt ist und der darauf Hegende Werkstück-Rohling gehärtet werden kann.
Die 2a, 2b zeigen eine modifizierte Ausführungsform 1' der Erfindung, womit sich der Durchsatz einer Anlage weiter steigern läßt.
Der Drehtisch 2' samt Antrieb entspricht dem Drehtisch 2 aus 1a, 1b. Auch die Konstruktion der einzelnen Induktor-Einheiten 4', 5' entspricht dem Aufbau der Induktor-Einheiten 4, 5 nach 1a, 1b.
Beide Anlagen unterscheiden sich jedoch darin, dass bei der Ausführungsform nach 2a, 2b zwei ortsfeste Induktor-Einheiten 4a', 4b' vorgesehen sind sowie zwei bewegliche Induktor-Einheiten 5a', 5b'.
Die beiden ortsfesten Induktor-Einheiten 4a', 4b' sind einander diametral gegenüberliegend positioniert, also um einen Zentrumswinkel von 180° gegeneinander verschoben.
Die beweglichen Induktor-Einheiten 5a', 5b' sind dazwischen angeordnet, ihr Umlaufbereich wird durch die beiden ortsfesten Induktor-Einheiten 4a', 4b' begrenzt auf einen Zentrumswinkel von jeweils etwa bzw. knapp 180°. Die beiden beweglichen Induktor-Einheiten 5a', 5b' laufen stets mit der gleichen Geschwindigkeit und Richtung um das Werkstück 6 um, liegen daher einander stets diametral gegenüber bzw. sind um einen Zentrumswinkel von genau 180° gegeneinander versetzt. Sie können daher an einer gemeinsamen Tragkonstruktion festgelegt sein, welche insgesamt um die Drehachse 3 verschwenkt werden kann, so dass insgesamt nur ein Antrieb für beide beweglichen Induktor-Einheiten 5a', 5b' erforderlich ist.
Während eines Härtungszyklus dreht sich der Drehtisch innerhalb einer Zeit T₂ nur um 90°, während in der selben Zeit T₂ die beiden beweglichen Induktor-Einheiten 5a', 5b' nur jeweils einen Zentrumswinkel von etwa bzw. knapp 180° überstreichen. Ist die Drehgeschwindigkeit n_D des Drehtischs 2' dieselbe wie die des Drehtischs 2, so gilt: T₂ = ½·T₁, also kann durch diese Maßnahme der Durchsatz einer Anlage etwa verdoppelt werden.
Ähnlich verhält es sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1'' gemäß 3a, 3b:
Hier sind der Drehtisch 2'', dessen Antrieb und die Struktur der Induktor Einheiten 4'', 5'' identisch mit den zuvor beschriebenen.
Der einzige Unterschied besteht darin, dass es bei dieser Ausführungsform insgesamt vier ortsfeste Induktoren 4a'', 4b'', 4c'', 4d'' und insgesamt vier bewegliche Induktoren 5a'', 5b'', 5c'', 5d'' gibt.
Die vier ortsfesten Induktoren 4a'', 4b'', 4c'', 4d'' liegen auf den Enden eines rechtwinkligen Kreuzes, dessen Schnittpunkt auf der Drehachse 3 liegt, demnach sind jeweils benachbarte, ortsfeste Induktoren 4a'', 4b'', 4c'', 4d'' jeweils um einen Zentrumswinkel von etwa 90° gegeneinander versetzt.
Die vier beweglichen Induktor-Einheiten 5a'', 5b'', 5c'', 5d'' sind jeweils dazwischen angeordnet, ihr Umlaufbereich wird durch je zwei benachbarte, ortsfeste Induktor-Einheiten 4a'', 4b'', 4c'', 4d'' begrenzt auf einen Zentrumswinkel von jeweils etwa bzw. knapp 90°. Da sich alle vier beweglichen Induktor-Einheiten 5a'', 5b'', 5c'', 5d'' stets mit der gleichen Umlaufgeschwindigkeit und -richtung bewegen, bleibt ihre gegenseitige Lage stets unverändert. Auch die vier beweglichen Induktoren 5a'', 5b'', 5c'', 5d'' liegen daher auf den Enden eines rechtwinkligen Kreuzes, dessen Schnittpunkt auf der Drehachse 3 liegt. Sie können daher an einem kreu- oder scheibenförmigen Tragelement fixiert sein, welches durch einen gemeinsamen Antrieb bewegt werden kann.
Während eines Härtungszyklus dreht sich der Drehtisch 2'' innerhalb einer Zeit T₃ nur um 45°, während in der selben Zeit T₃ die vier beweglichen Induktor-Einheiten 5a'', 5b'', 5c'', 5d'' sich nur entlang jeweils eines Zentrumswinkels von etwa bzw. knapp 90° bewegen. Ist die Drehgeschwindigkeit n_D des Drehtischs 2'' dieselbe wie die des Drehtischs 2 bzw. 2', so gilt: T₃ = ½·T₂ = ¼·T₁, also kann durch diese Maßnahme der Durchsatz einer Anlage nochmals verdoppelt bzw. insgesamt auf das Vierfache gesteigert werden.
Wählt man zusätzlich die Variante mit Tandem-Drehtisch 2a'', 2b'', so dass während der Bearbeitung eines Werkstücks 6 bereits das nächste eingerüstet werden kann, so macht eine derartige Anordnung allerdings meist nur dann Sinn, wenn die Rüstzeit T_R nicht länger ist als die Bearbeitungszeit T₂, bzw. nicht deutlich länger als die verkürzte Bearbeitungszeit T₃, da ansonsten nicht die Bearbeitungsdauer T₃ den Durchsatz bestimmt, sondern die Rüstzeit T_R.
Bei allen Ausführungsformen kann/können der/die beweglichen Induktor-Einheiten 5, 5', 5'' bzw. deren Tragkörper entweder selbst angetrieben sein, also von einem eigenen Motor, oder sie sind – bspw. über ein Getriebe – mit dem Drehtisch 2, 2', 2'' bzw. dessen Antrieb gekoppelt, so dass sich automatisch ein bestimmtes Geschwindigkeitsverhältnis ergibt. In letzterem Fall genügt ein einziger Antriebsmotor, um alle beweglichen Teile einer Anlage anzutreiben. Allerdings sind bei der Ausführungsform mit verfahrbarem Tandem-Drehtisch 2a, 2b, 2a', 2b', 2a'', 2b'' jeweils einzelne Antriebe vorzuziehen, will man eine mechanische Kupplung vermeiden.
Bei jeder Ausführungsform können alle Induktoren leistungsmäßig miteinander gekoppelt sein, bspw. durch Einschaltung in einen einzigen, gemeinsamen Stromkreis, so dass sie alle von dem selben Strom durchflossen werden, dessen Stärke geregelt oder gesteuert werden kann, bspw. mittels Leistungselektronik-Stellgliedern.
Schließlich können auch die Brausen der einzelnen Induktor-Einheiten 4, 5; 4', 5'; 4'', 5'' miteinander gekoppelt sein. Solchenfalls sind jeweils die in der selben Relativ-Bewegungsrichtung gegenüber einem mit dem Werkstück 6 bzw. Drehtisch 2, 2', 2'' mit rotierenden Bezugssystem jeweils vorne liegenden Haupt-Brausen miteinander bzw. an ein gemeinsames, erstes Ventil gekoppelt, ferner sind die jeweils hinten liegenden Haupt-Brausen untereinander bzw. an ein gemeinsames, zweites Ventil gekoppelt, und die Hilfs-Brausen sind ebenfalls untereinander bzw. an ein gemeinsames, drittes Ventil gekoppelt.
Dadurch können je nach Drehrichtung n_D bzw. –n_D des Drehtischs 2, 2', 2'' mittels des ersten oder zweiten Ventils die entlang der Werkstückoberfläche dem betreffenden Induktor folgenden Haupt-Brausen aktiviert werden, die voreilenden dagegen deaktiviert werden, und am Ende einer Härtungs Sequenz werden anstelle der dann abzuschaltenden Haupt-Brausen kurzzeitig die Hilfs-Brausen aktiviert, um die am Ende verbleibende, gemeinsame Heizzone abzuschrecken und dadurch schlupflos zu härten.
Die Antriebe und Ventile werden bspw. manuell drehrichtungsabhängig aktiviert und bspw. von Endschaltern abgeschalten, welche von einem Betätigungselement an dem Drehtisch 2, 2', 2'' bei einer vorgegebenen Winkelstellung desselben betätigt werden.
Diese Endschalter unterbrechen bspw. die Stromzufuhr des/der Antriebsmotor(en) und kehren gleichzeitig – bspw. mittels eines Relais die Polarität bzw. Drehrichtung des/der Antriebsmotor(en) für eine künftige Aktivierung desselben um. Bei einem abermaligen Einschalten, was bspw. durch ein manuelles Überbrücken eines unterbrochenen Stromkreises ausgelöst werden kann, läuft/laufen der/die/alle Antriebsmotoren daher in die genau entgegengesetzte Drehrichtung. Gleichzeitig mit der Umschaltung der Drehrichtung der Antriebsmotoren wird gleichzeitig zwischen den beiden Ventilen für die beiden Haupt-Brausen oder Haupt Brausen-Gruppen umgeschalten.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Drehtisch
3: Drehachse
4: ortsfester Induktor
5: bewegllicher Induktor
6: Werkstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2006/087152 A2 [0005]

Claims

Verfahren zum induktiven Härten eines großen, ebenen, ringförmigen Werkstücks (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (6) während des induktiven Härtens um eine zu seiner Grundebene etwa rechtwinklige Drehachse (3) rotiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Werkstück (6) auf einem Drehtisch (2) liegt, der motorisch antreibbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks (6) konstant gehalten wird, vorzugsweise mittels einer Regelung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Induktor (4) während des induktiven Härtens ortsfest bleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Induktor (5) während des induktiven Härtens um die Rotationsachse (3) des Werkstücks (6) herum bewegt wird, und zwar in der selben Drehrichtung wie das Werkstück (6) selbst, jedoch schneller als jenes.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein bewegter Induktor (5) etwa mit der doppelten Drehzahl des Werkstücks (6) um dieses herumläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein bewegter Induktor (5) sich bei aufeinanderfolgenden Werkstücken (6) in entgegengesetzten Umlaufrichtungen bewegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende Werkstücke (6) in entgegengesetzten Drehrichtungen rotiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn und am Ende der Induktionshärtung eines Werkstücks (6) die Induktoren (4, 5) jeweils paarweise beieinander gruppiert sind.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich zu Beginn und am Ende der Induktionshärtung eines Werkstücks (6) die elektrischen Felder zweier dann jeweils unmittelbar benachbarter Induktoren (4, 5) überlappen.
Vorrichtung (1) zum induktiven Härten eines großen, ebenen, ringförmigen Werkstücks (6), gekennzeichnet durch einen Drehtisch (2), um das Werkstück (6) während des induktiven Härtens um eine zu seiner Grundebene etwa rechtwinklige Drehachse (3) zu rotieren.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtisch (2) angetrieben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Regelung, um die Rotationsgeschwindigkeit des Drehtischs (2) während des induktiven Härtens konstant zu halten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand r wenigstens eines Induktors (4, 5) zu der Drehachse (3) des Drehtischs (2) verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Induktor (4) ortsfest fixiert oder fixierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Induktor (5) längs einer Kreisbahn um die Drehachse (3) des Drehtischs (2) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrweg des verfahrbaren Induktors (5) begrenzt ist, bspw. auf einen Zentrumswinkel α von α = 180°/n, wobei n = 1, 2, 3, ...
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufgeschwindigkeit v_lu des entlang einer Kreisbahn mit dem Radius r verfahrbaren Induktors (5) mit der Rotationsgeschwindigkeit n_D des Drehtischs (2) gekoppelt ist, so dass gilt: v_lu = 2πr·k·n, wobei k = const., insbesondere k = 2.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für den Drehtisch (2) und/oder für einen entlang einer Kreisbahn vierfahrbaren Induktor (5) in beiden Dreh- bzw. Umlaufrichtungen aktivierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch wenigstens einen Schalter, um die Antriebsrichtung für den Drehtisch (2) und/oder für einen entlang einer Kreisbahn verfahrbaren Induktor (5) umzuschalten, wenn der Drehtisch (2) bzw. der Induktor (5) eine vorgegebene Position erreicht hat.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Umschalt-Position zwei Induktoren (4, 5) unmittelbar benachbart sind, insbesondere derart, dass deren elektrische Felder einander überlappen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass einem Induktor wenigstens eine Brause für ein Abschreck- oder Kühlmedium zugeordnet ist, vorzugsweise jeweils zwei Brausen, welche in unterschiedlichen Umfangsrichtungen des Drehtischs gegenüber dem Induktor versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die einem ortsfest fixierten oder fixierbaren Induktor (4) zugeordneten Brausen ebenfalls ortsfest fixiert oder fixierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die einem längs einer Kreisbahn verfahrbaren Induktor (5) zugeordneten Brausen ebenfalls längs einer Kreisbahn verfahrbar sind, vorzugsweise unter Einhaltung eines konstanten Abstandes zu dem betreffenden Induktor (5).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Drehrichtung des Drehtischs (2) bzw. Umlaufrichtung eines Induktors (4, 5) pro Induktor (4, 5) nur jeweils eine Brause aktiviert oder aktivierbar ist, vorzugsweise jeweils die in Bezug auf das Werkstück (6) dem betreffenden Induktor (4, 5) folgende.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brause direkt in einem Induktor (4, 5) angeordnet bzw. mit demselben integriert ist.