DE1198949B - Verfahren zum Einrichten eines mit Magnetjochen bewehrten Induktors und Induktor - Google Patents

Description

• Verfahren zum Einrichten eines mit Magnetjochen bewehrten Induktors und Induktor Induktoren für das Gesamtflächenaufheizen von Werkstücken haben die Form einer sich über der Werkstückoberfläche schließenden Heizleiterschleife. Gegenüber dem Werkstückabschnitt, der auf mehr oder minder große Tiefe erwärmt werden soll, beispielweise um eine Oberflächenhärtung durchzuführen, befindet sich die Wirkfläche des Induktors bzw. eines Heizleiters dieses Induktors. Die Form dieser Wirkflächen, verbunden mit der Art, wie die Magnetjoche aufgesetzt sind, bestimmt in weitem Maße die Gestalt des Erhitzungsbildes, und es ist bekannt und üblich, durch Änderung der Gestaltung der Wirkfläche und der Besetzung mit Jochblechen das Erwärmungsbild zu beeinflussen bzw. einzustellen. In jedem Falle ist es aber notwendig, den Induktor auseinanderzunehmen und aufs neue zusammenzusetzen, was umständlich und kostspielig ist.
• Zweck der Erfindung ist es, Mittel anzugeben, die es in einfacher Weise gestatten, auf die Gestaltung des Erhitzungsbildes und damit beispielsweise des Härtebildes Einfluß zu nehmen. Insbesondere soll diese Einflußnahme möglich sein, ohne daß am grundsätzlichen Aufbau des Induktors etwas geändert werden muß, d. h. daß er nicht auseinandergenommen und erneut mit abgeänderten Abmessungen wieder zusammengesetzt werden muß.
• Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß, indem der Induktor an den Stellen des Induktionsleiters, an denen eine kritische Stromverteilung zu erwarten ist; für Bearbeitungswerkzeuge frei zugänglich konstruiert wird. An diesen Stellen wird eine Bearbeitung des Heizleiters durch Bohren usw. sowie durch Verschlie-:-ßen von Öffnungen im unmittelbaren Anschluß an entsprechende Erwärmungsversuche vorgenommen. An den Stellen, an denen beispielsweise die am einfachsten herzustellenden Bohrungen angebracht worden sind, werden die Stromfäden in dem Bereich zwischen dem Leiterrand und dem Bohrungsrand zusammengedrängt. Durch diese abgewandelte Stromverteilung des induzierenden Stromes ergibt sich infolge des Nachbarschaftseffektes auch eine andersgeartete Stromverteilung der induzierten Ströme im Werkstück. Es zeigt sich, daß durch Anbringen einiger Bohrungen in der Wirkfläche eine starke Beeinflussung möglich ist, so daß auf diese Weise erwünschte Erhitzungsbilder erzeugt werden können. Der besondere Vorteil ist, daß die Bohrungen in der Wirkfläche angebracht werden können, ohne daß der Induktor auseinandergenommen zu werden braucht, und wenn sich beispielsweise ergibt, daß zuviel Löcher vorgesehen sind, so ist es einfach, diese Löcher unter Verwendung eines Stiftes od. dgl., z. B. aus Kupfer, zuzulöten. Ähnliche Variationsmöglichkeiten ergeben sich sinngemäß für Schlitze oder dergleichen Aussparungen. Es ist zwar bekannt, durch Schlitze in stromleitenden Teilen eines Induktors die Ströme in eine bestimmte Bahn zu drängen, ohne daß die Erkenntnis vorlag, diese Maßnahme in vorteilhafter Weise dazu auszunutzen, den Induktor anzupassen, ohne ihn auseinandernehmen zu müssen. .
• Die Maßnahmen gemäß -der Erfindung sind bei verschiedenartigen Induktoren anwendbar, bei denen die Wirkung sinngemäß gleich ist: Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand einer .bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Es handelt sich um einen Induktor in Form einer Heizleiterschleife, die dazu dient, im Gesamtflächenaufheizverfahren Abschnitte an zylindrischen Werkstücken partiell zu erwärmen, um nachfolgend durch Abschrecken eine Härtung an der Oberfläche herbeizuführen. Bei diesem Verfahren wird vom Maschinenbau ein ganz besonderes Härtebild gefordert. Das Härtebild entspricht weitgehend dem Erhitzungsbild, und dieses Bild kann durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung erzielt werden. An der bevorzugten Ausführungsform eines solchen Induktors läßt sich die Erfindung erläutern.
• A b b. 1 ist eine Ansicht des Induktors, A b b. 2 eine Aufsicht, teilweise im Schnitt; A b b. 3 ist ein Schnitt längs der Linie C-D der A b b. 1; A b b. 4 ist ein Schnitt längs der Linie A-B der A b b. 1; A b b. 5 ist eine schematische Darstellung der Stromverteilung; A b b. 6 a bis 6 c veranschaulichen die Wirkungsieise der Maßnahmen gemäß der Erfindung.
• Der Induktor besteht aus zwei halbkreisförmigen, @ssigkeitsgekühlten Hohlleitern 1, die mittels der U- und Rückleitungen 3 und den Anschlußstücken 4 iit einer geeigneten Wechselstromquelle verbunden n d. Die beiden Leiter 1, die ihrer Art nach eine eizleiterschleife bilden, die sich über der zylindri-'then Oberfläche des strichpunktiert angedeuteten rerkstückes 5 schließt, sind mit lamellierten Eisen-@keten 6 besetzt.
• Die beiden Leiter 1 sind außerdem durch eine den Irkabschnitt des Induktors bildende Platte 7 verlnden. Diese Platte 7 ist mit Bohrungen 8 versehen, p quer zu den Strombahnen angebracht sind. Die bsitionen dieser Bohrungen sind in A b b. 1 durch e Striche bei 9 angedeutet. Diese Bohrungen 8 werin planmäßig in dieser Platte 7 angebracht, um die Domfäden in einer Weise zu verteilen, wie dies aus Er schematischen A b b. 5 hervorgeht. Es ist dort an-' wie der Strom über die -Zu- bzw. Ableiter 3 m Abschnitt 7 zugeführt wird und wie die Strom-Jen im Bereich der Bohrungen zusammengedrängt Erden und sich in den Bereich zwischen den Bohrunp gleichförmig über den Flächenabschnitt verteilen. @rch Wahl der Anzahl der Bohrungen einerseits und .es Durchmessers im Verhältnis zur Breite des Ab-# #mittes 7 andererseits können die verschiedensten itzungsbilder wahlweise erzeugt werden. Dies wird ponders deutlich in Verbindung mit A b b. 6. Bei der sehr großen Anzahl von Löchern 8 ergibt sich @e Erhitzungszone wie bei a angedeutet. Werden ,egen die Löcher vollkommen fortgelassen, ergibt eine Erhitzungszone, wie dies bei b angedeutet Bei einer Anzahl Löcher 8, die geringer ist als a, kann sich eine Erhitzungszone ergeben, wie sie k c dargestellt ist.
• @s ist selbstverständlich sehr einfach, in den Abinitt 7 Löcher 8 einzubohren, um die gewünschte kung zu erzielen. Wenn sich jedoch herausstellt, zu viele oder zu große Löcher vorgesehen sind, xnen sie durch Einstecken von Stiften, beispiels-Ise aus Kupfer, die alsdann eingelötet werden, ver-;lossen werden, um eine andere Verteilung der Cher zu ermöglichen. Diese Art der Beeinflussung der erzielbaren Heizwirkung ist deshalb so besonders vorteilhaft, weil sie erfolgen kann, ohne daß der Induktor selbst auseinandergenommen, neu gebogen oder in anderer Weise umgeformt werden muß.
• Die Maßnahme gemäß der Erfindung ist nicht auf das Anbringen von zylindrischen Bohrungen beschränkt, es können auch Schlitze oder auch sonstige Aussparungen vorgesehen werden, obwohl sich zylindrische Bohrungen ihrer einfachen Herstellbarkeit wegen anbieten. Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf eine Ausführungsform des Induktors, wie sie in den A b b. 1 bis 6 dargestellt ist. Auch andere Ausführungsformen des Induktors sind denkbar, sofern nur ein Wirkabschnitt vorhanden ist, der ohne Gefahr für die Kühlflüssigkeitsführung durchbohrt werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Einrichten eines mit Magnetjochen bewehrten Induktors, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Induktor an den Stellen des Induktionsleiters, an denen eine kritische Stromverteilung zu erwarten ist, für Bearbeitungswerkzeuge frei zugänglich konstruiert wird und daß die Bearbeitung des Heizleiters durch Bohren usw. sowie durch Verschließen von Öffnungen im unmittelbaren Anschluß an entsprechende Erwärmungsversuche auf der Stelle erfolgt.
2. 2. Induktor in Form einer sich über der Werkstückoberfläche schließenden Heizleiterschleife, bestehend aus zwei flüssigkeitsgekühlten Hohlleitern, die gegebenenfalls mit Magnetjochen besetzt sind, geeignet für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiter (1) und Magnetjoche (6) den Wirkteil (7) des Induktors zum Zwecke des wahlweisen Anbohrens (8) frei lassen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 819 305; Buch von C u r t i s : »Induction and Dielectric Heating«, Reinhold Publishing Corp., New York, 1954, S. 83, 85, 93.