DE1295744B - Device for conductive and inductive heating of profiled workpieces - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum konduktiven und induktiven Erwärmen profilierter Werkstücke, bei der eine Metallschiene mit Teilungsstelle zur Einspeisung der Hochfrequenz über dem zu er wärmenden Profilteil des Werkstücks angeordnet ist, Metallschiene und Werkstück über an den Enden der Metallschiene angeordneten Kontaktflächen zu einer Schleife geschlossen sind, die Kontaktflächen an gegenüberliegenden Seitenflächen des Werkstücks anliegen und der zu erwärmende Profilteil über die Kontaktflächen hinausragt. Ein solches Erwärmen dient als Vorstufe für einen Härteprozeß.The invention relates to a device for conductive and inductive Heating of profiled workpieces using a metal rail with a dividing point for feeding the high frequency over the profile part of the workpiece to be heated is arranged, metal rail and workpiece over at the ends of the metal rail arranged contact surfaces are closed to form a loop, the contact surfaces rest on opposite side surfaces of the workpiece and the one to be heated Profile part protrudes beyond the contact surfaces. Such heating serves as a preliminary stage for a hardening process.

Zum Härten von Zahnstangen wurde eine Vorrichtung mit zweigeteiltem Induktor vorgeschlagen, der aus zwei das Zahnprofil enthaltenden Metallschienen besteht. Die Kontaktierung mit der Zahnstange erfolgt ebenfalls am äußeren Ende der Induktorhälften durch etwas erhöhte Kontaktflächen, die auf der oberen, gezahnten Stirnfläche der Zahnstange aufliegen. Mittels der Kontaktflächen wird das Zahnprofil des Induktors in gleichbleibendem Abstand von den Zähnen der Zahnstange gehalten. Der Hochfrequenzstrom wird dem Induktor in der Mitte zugeführt. Der Strom fließt über eine der Metallschienen nach außen, von dort über die Kontaktfläche auf die Zahnstange und nach Durchfluß durch die Zahnstange über die zweite Kontaktfläche zurück zur zweiten Metallschiene des Induktors. Die Hochfrequenzeinwirkung erfolgt dabei sowohl induktiv von den Metallschienen auf das Werkstück als auch konduktiv durch die Zuführung der Hochfrequenzenergie über die am Ende jeder Schiene angebrachte Kontaktfläche.A device with two-part was used to harden racks Proposed inductor consisting of two metal rails containing the tooth profile consists. The contact with the rack is also made at the outer end of the inductor halves by slightly raised contact surfaces on the upper, toothed Rest on the front face of the rack. The tooth profile is created by means of the contact surfaces of the inductor held at a constant distance from the teeth of the rack. The high frequency current is fed to the inductor in the middle. The power is on over one of the metal rails to the outside, from there over the contact surface to the Rack and after flow through the rack via the second contact surface back to the second metal rail of the inductor. The high frequency exposure takes place both inductively from the metal rails to the workpiece and also conductively by supplying high frequency energy via the one attached to the end of each rail Contact area.

Dabei tritt insbesondere beim Erwärmen sehr schmaler Metalleisten, die über ihre gesamte Länge gleich dick sind, an den Kontaktierungsstellen eine größere Energiedichte auf als zwischen denselben. Die Oberflächenhärtung wird daher nicht gleichmäßig sein. Außerdem können an den Kontaktierungsstellen Überhitzungen auftreten, durch die zu härtende Werkstücke unbrauchbar werden.Especially when heating very narrow metal strips, which are of the same thickness over their entire length, one at the contacting points greater energy density than between them. The surface hardening is therefore not be even. In addition, overheating can occur at the contact points occur that render the workpieces to be hardened unusable.

Bekannt ist aus der USA: Patentschrift 2 679 574 eine Vorrichtung zum Härten von Sägeblättern, bei der das Sägeblatt während des Härtevorgangs in Längsrichtung unter einer Metallschiene der eingangs genannten Art hindurchbewegt wird. Da wegen der Sägezähne Kontaktflächen auf der Stirnfläche nicht anzulegen sind, sind Kontaktrollen jeweils an den äußeren Enden der Metallschiene vorgesehen, die an den Seitenflächen des Sägeblatts anliegen. Trotz der schmalen Kontaktzone zwischen den Kontaktrollen und dem Sägeblatt wird bei dieser Vorrichtung eine gleichmäßige Härtung erreicht und Überhitzungen vermieden, da sich das Sägeblatt bewegt und daher seine Oberfläche den Bereichen größerer Energiedichte in der Nähe der Kontaktzonen nur eine geringere Zeitdauer ausgesetzt ist als dem Bereich konstanter Energiedichte, der zwischen den Kontaktzonen liegt. Es wird jedoch wegen der geringen Breite der Kontaktzone zur Ausbildung von Lichtbogen und der damit verbundenen Funkenerosionen kommen. Außerdem läßt sich nicht vermeiden, daß sich das Werkstück während des Härtevorgangs verzieht, da es sich während der Erhitzung frei bewegen kann.A device is known from the USA: Patent specification 2,679,574 for hardening saw blades, in which the saw blade in Moved in the longitudinal direction under a metal rail of the type mentioned will. Because of the saw teeth, contact surfaces on the face are not to be created contact rollers are provided at the outer ends of the metal rail, which rest on the side surfaces of the saw blade. Despite the narrow contact zone between the contact rollers and the saw blade is a uniform in this device Hardening achieved and overheating avoided as the saw blade moves and therefore its surface the areas of greater energy density in the vicinity of the contact zones is only exposed for a shorter period of time than the area of constant energy density, which lies between the contact zones. However, it is because of the narrow width of the Contact zone for the formation of arcs and the associated spark erosion come. In addition, the workpiece cannot be avoided during the hardening process warps because it can move freely while it is heated.

Es besteht die Aufgabe, das Auftreten großer Energiedichte an den Kontaktstellen zu verhindern und Funkenerosion und das Verziehen des Werkstücks zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Werkstück zwischen durchgehende Kontaktflächen bildende Klemmbacken eingespannt ist, die mit den Enden der Metallschiene elektrisch leitend verbunden sind.The task is to prevent the occurrence of large energy densities Prevent contact points and spark erosion and warping of the workpiece to avoid. According to the invention this object is achieved in that the workpiece is clamped between continuous contact surfaces forming jaws, which with the ends of the metal rail are connected in an electrically conductive manner.

Wegen der Ausbildung der Klemmbacken als Kontaktflächen geht der Strom zunächst von der Metallschiene auf die Klemmbacken über, bevor er das Profil des Werkstücks erreicht. Eine Konzentration der Feldlinien auf eine kleine Kontaktierungszone wird daher vermieden. Die Energiedichte nimmt also in diesem Bereich ab und Überhitzungen an den Kontaktstellen treten nicht auf. Da zwischen den Klemmbacken und dem zu erwärmenden Profilteil, z. B. einem V-Profil, ein Abstand besteht, wird der Strom gezwungen, sich dem Profil asymptotisch zu nähern und entsprechend dem sogenannten Nachbarschaftseffekt in diesem zu fließen. Die Energiedichte; die Erhitzung und damit die Oberflächenerwärmung ist so bezüglich des zu erwärmenden Profilteils weitgehend gleichmäßig. Das Werkstück hat auch nicht die Möglichkeit, sich während des Erwärmens zu verwerfen, da es zwischen die starren und massiven Kontaktbrücken fest eingelagert ist.Because of the design of the clamping jaws as contact surfaces, the current goes first of all from the metal rail to the clamping jaws before moving the profile of the Workpiece reached. A concentration of the field lines on a small contact zone is therefore avoided. The energy density decreases in this area and overheating at the contact points do not occur. Because between the clamping jaws and the one to be heated Profile part, e.g. B. a V-profile, there is a gap, the current is forced, to approach the profile asymptotically and according to the so-called neighborhood effect to flow in this. The energy density; the heating and thus the surface heating is thus largely uniform with respect to the profile part to be heated. The workpiece also does not have the opportunity to warp itself during heating, since it is between the rigid and massive contact bridges is firmly embedded.

Vorteilhaft ist es, die Klemmbacken aus elektrisch besser leitendem Material als das Werkstück herzustellen. Damit werden die Stromverluste in den Klemmbacken vermindert. Das Material für die Klemmbacken kann z. B. Messing, Hartkupfer oder Aluminium sein.It is advantageous to make the clamping jaws more electrically conductive Material as the workpiece. This will reduce the power losses in the clamping jaws reduced. The material for the jaws can, for. B. brass, hard copper or Be aluminum.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.The invention is illustrated below with the aid of an exemplary embodiment explained.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung in der Ansicht; F i g. 2 zeigt einen Schnitt dieser Vorrichtung entsprechend der Schnittlinie II-II nach F i g. 1.F i g. 1 shows a device according to the invention in a view; F i g. 2 shows a section of this device according to the section line II-II according to FIG. 1.

In F i g. 1 ist das zu behandelnde Gut, im vorliegenden Fall eine gestrichelt angedeutete Führungsschiene mit V-Profil, mit 1 bezeichnet. Die Führungsschiene 1 ist in die Klemmbacken 2 eingespannt, die aus Messing, Hartkupfer oder auch Leichtmetall hergestellt sein können. über den induktiven Leiter 3 wird der hochfrequente Strom der einen Hälfte 4 einer Metallschiene zugeführt. Der Stromverlauf ist durch die mit Pfeilen versehene strichpunktierte Linie 5 dargestellt. Auf dem Weg von der Teilungsstelle 6 der Metallschiene bis zur Kontaktbrücke 7 der linken Hälfte 4 der Metallschiene wird in dem Werkstück 1 ein dem Stromverlauf in der Metallschiene entgegengesetzter Stromverlauf induziert.In Fig. 1 is the item to be treated, in the present case a guide rail indicated by dashed lines with a V-profile, denoted by 1. The guide rail 1 is clamped in the clamping jaws 2, which can be made of brass, hard copper or light metal. Via the inductive conductor 3, the high-frequency current is fed to one half 4 of a metal rail. The course of the current is shown by the dash-dotted line 5 provided with arrows. On the way from the division point 6 of the metal rail to the contact bridge 7 of the left half 4 of the metal rail, a current curve opposite to the current curve in the metal rail is induced in the workpiece 1.

Der Schnittdarstellung von F i g. 2 ist deutlicher zu entnehmen, daß sich der Strom beim Übergang von der Metallschienenhälfte 4 auf die Kontaktbrücke 7 in die beiden strichpunktiert dargestellten Strombahnen 5 teilt und gezwungen wird, zunächst einen Teil seines Wegs über die Klemmbacken 2 zu nehmen, ehe er auf das Behandlungsgut bzw. die Profilschiene 1 übergeht. Auf dem Weg von der Kontaktbrücke 7 zu der Kontaktbrücke 8 der rechten Schienenhälfte 9 nähern sich die Stromlinien dem Behandlungsgut, so daß größere Energiedichten an den Kontaktbrücken 7 und 8 vermieden werden.The sectional view of FIG. 2 it can be seen more clearly that the current at the transition from the metal rail half 4 to the contact bridge 7 divides into the two current paths 5 shown in dash-dotted lines and is forced will first take part of its way over the clamping jaws 2 before he goes up the item to be treated or the profile rail 1 passes over. On the way from the contact bridge 7 to the contact bridge 8 of the right rail half 9, the streamlines approach the material to be treated, so that greater energy densities at the contact bridges 7 and 8 be avoided.

Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Erwärmung auf der gesamten Profillänge erreicht, wodurch sich eine Verbesserung des Wirkungsgrads, eine Verkürzung der Behandlungszeit ergibt und ein Verziehen des Behandlungsguts vermieden wird. Die benötigten Behandlungszeiten lassen sich beispielsweise auf 1,7 bis 1,8 Sek. verkürzen.This way there will be even heating over the whole Reached profile length, resulting in an improvement in efficiency, a shortening the treatment time results and distortion of the material to be treated is avoided. The necessities Treatment times can be, for example, on Shorten 1.7 to 1.8 seconds.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum konduktiven und induktiven Erwärmen profilierter Werkstücke, bei der eine Metallschiene mit Teilungsstelle zur Einspeisung der Hochfrequenz über dem zu erwärmenden Profilteil des Werkstückes angeordnet ist, Metallschiene und Werkstück über an den Enden der Metallschiene angeordneten Kontaktflächen zu einer Schleife geschlossen sind, die Kontaktflächen an gegenüberliegenden Seitenflächen des Werkstückes anliegen und der zu erwärmende Profilteil über die Kontaktflächen hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1) zwischen durchgehende, Kontaktflächen bildende Klemmbacken (2) eingespannt ist, die mit den Enden der Metallschiene (4 bzw. 9) elektrisch leitend verbunden sind. Claims: 1. Device for conductive and inductive heating of profiled workpieces, in which a metal rail with dividing point for feeding the high frequency is arranged over the profile part of the workpiece to be heated, metal rail and workpiece are closed to form a loop over contact surfaces arranged at the ends of the metal rail, the contact surfaces rest on opposite side surfaces of the workpiece and the profile part to be heated protrudes beyond the contact surfaces, characterized in that the workpiece (1) is clamped between continuous clamping jaws (2) which form contact surfaces and which are connected to the ends of the metal rail (4 or 9 ) are electrically connected. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (2) aus elektrisch besser leitendem Material als das Werkstück (1) hergestellt sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the clamping jaws (2) are made of electrically better conductive material than the workpiece (1) .