DE673369C

DE673369C - Verfahren und Induktor zum Oberflaechenhaerten von Kurbelwellenzapfen o. dgl.

Info

Publication number: DE673369C
Application number: DED73547D
Authority: DE
Original assignee: Ohio Crankshaft Co
Current assignee: Ohio Crankshaft Co
Priority date: 1935-12-31
Filing date: 1936-09-25
Publication date: 1939-03-21
Also published as: US2293048A

Description

Verfahren und Induktor zum Oberflächenhärten von Kurbelwellenzapfen o. dgl. Z Die Erfindting bezieht sich auf ein Verfahren zum Oberflächenhärten von Kurbelwellen u. dgl. Gegenstände, die Arme oder abgesetzte Teile aufweisen, welche sich einseitig von der Achse des zu härtenden Teil-es des Gegenstandes erstrecken. Es ist bekannt, zu diesem Zweck die zu härtenden Teile in eine ringförmige - Induktionsvorrichtung einzuschließen, die mit einem Hochfrequenzsp,eisekreis derart gekoppelt ist, daß durch Induktionsstrom eine starke Erhitzung der zu härtenden Oberfläche in kurzer Zeit bewirkt wird. Bevor eine irgendwie wesentliche Wärmemenge bis zum Kern des Gegenstandes vorgedrungen ist, erfolgt sodann das Ab- schrecken.
Wenn der 'Zapfen- oder Lagerteil einer Kurbelwelle gleichachsig mit der umschließenden Induktionsvorrichtung angeordnet wird, so hat sich gez-eigt, daß infolge der störenden Einwirkung der Rippen oder Ar-m-e auf die Verteilung des in dem betreffenden Lagerteil induzierten magnetischen Flusses die Tiefe der Erhitzung, infolgedessen auch die. Tief-. der gehärteten Obcrflächenzone, nicht gleichmäßig um den Umfang des Zapfens oder Lagerteils verteilt ist; die Tiefe ist vielmehr geringer an der Seite, die der Stellung oder Ebene des vorspringenden Teiles oder Armes entspricht. Durch die Erfindung wird dieser Mangel beseitigt und eine gleichmäßige Erhitzung in Umfangsrichtung des zu härtenden Gegen-ZD standes erzielt.
Gemäß der Erfindung werden Kurbelwellenzapfen o.dgl. derart ausmittig in die-Induktionsvorrichtung eingebracht, daß der ringförmige Luftspalt zwischen Zapfen und Induktor dort am kleinsten ist, wo sich die Kurbclarme bzw. die vorspringenden Teile befinden, um die Störwirkung der Kurbelarme bzw. der vorspringenden Teile auf die Erzielung einer auf den Umfang des Zapfens gleichmäßig gehärteten - Oberflächenzone zu verhüten.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise veranscha-ulicht, und zwar ist Abb. i ein Schaltplan, .Abb. 2 eine Stirnansicht der Induktionsvorrichtung in größerem Maßstab mit einer darin angeordneten Kurbelwelle.
Abb- 3 und 4 sind Schnitte nach Linie 3-3 bzw. 4-4 in Abb. 2, und Abb. 5 ist ein Querschnitt durch eine abgeänderte Induktionsvorrichtung.
Der zu härtende Zapfen oder Lagerteil ro einer Kurbelwelle ist zur Durchführun- des Verfahrens in den gelenki- miteinander verbundcnen Teilen 11, 12 einer Induktionsvorrichtung in Abstand von diesen eingeschlossen. Die Teile i i, 12 werden durch eine Klemmvorrichtung derart zusammengehalten, daß sie bei 13 in Berührung miteinander sind. Sie werden von der an die Induktionsglieder angeschlossenen Sekundärspule 14 g iz ,eines Umformers gespeist. Die Primärspule 15 des Umform2rs ist durch Stromschienen 16, 17 mit einem Hochfrequenzerzeuger iß und mit Kondensatoren ig, 2o verbunden. Die Erhitzung wird durch Abtrennen des Erzeugers iß vom Umformer beendet. Zur Bewirkun- der Abschreckung sind die Teile i i, 12 der Induktionsvorrichtung mit Wassermänteln 21 ausgerüstet, die durch ein Rohr22 über ein Rohr23 mit der Zufuhrstelle einer Abschreckflüssigkeit verbunden sind. Däs Rohr 23 enthält ein Ventil24, durch das der Beginn und die Beendigung des Abschreckvor--an-es -,esteuert werden. Kanäle 25 in der Innen-,vandung der Induktionsglieder leiten die Abschreckflüssigkeit gegen die Oberfläche des zu härtenden Werkstückteiles.
Um eine am ganzen Umfange gleichförmige Tiefe der Härtung zu erzielen. wird der Lagerteil i o ausmittig in der in Abb. 2 dargestellt-en Weise zur Achse der Induktionsglieder i i, 12 angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß man zu dem besten Ergebnis kommt, wenn z. B. bei Lagerteilen mit einem Durchmesser von etwa 62,5 mm das Spiel an der bei 28 angezeigten Stelle 2 MM und an der bei 29 bzw. bei 3o und 31 angezeigten Stelle i bzw. il/2mm beträgt. Nicht dargestellte Abstandshalter aus feuerfestem Stoff können zwischen Zapfenio und den Induktions,-,liedernii,i2 angeordnet werden, um den richtigen Abstand zu sichern.
Um eine gleichförmig-- Tiefe der starken Erhitzun- und eine sich daraus ergebende gleichförmige Tiefe der Härtungszone in der Längsrichtung des Stückes io zu erhalten, werden im Hinblick darauf, daß die Erhitzung rascher im Mittelbereich des Induktors erfolgt, die Induktionsglieder ausgehöhlt, wie bei 32 in Fig.3 angedeutet. Hierdurch wird der mittlere Teil der Induktionsglieder von der zu behandelnden Oberfläche an der Stelle abgerückt, wo ein Induktor mit parallel dazu verlaufenden Flächen eine überin äßige Tiefe der Härtungszone herbeiführen würde.
Oft ist es wünschenswert oder notwendig, weitere Abänderungen in der Gestalt der Induktionsglieder herbeizuführen, um die richtige Verteilung der Erhitzung und (Ivisich daraus ergebenden Gestalt der gehärtten Zone zu erhalten. So können heispielz;-weise die Induktionsglieder die in Querschnitt in Abb. 5 wiedergegebene Form annehmen. bei der Rippen und Nuten von solcherBreitv abwechselnd vorgesehen sind, dali dadurch das erstrebte Ergebnis gesichert ist. Der Kraftfluß folgt zu sein-cm größeren Teil den Rippen, und die Nuten sind ein wirksames Mittel zur Verteilung der Abschreckflüssigkeit. Die Gestalt der Rippen nach Breite und Tiefe legt die Stromleitfähigkeit dieser im Z> wesentlichen unabhängigen Leiter fest iand regelt in Verbindung mit dem Rippenabstand die Verteilung und Stärke der Heizströme. die im Gegenstand erzeugt werden. Die allgemeine Umrißform der Fläche der Induktionsglieder kann mannigfach abgeändert werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Nach der vorliegenden Erfindunist die dargestellte allgemeine Umrißforin. g-cwählt worden, wobei die Flächen der Mittelxippen 33 größeren Durchmesser haben - als die der Rippen34 in der Nähe der Enden. Der Abstand von der Welle ändert sich damit im Län-sschnitt nach einer flach ausge-,völbten Kurve.

Claims

PA-rrN TANSPRÜCHE - i.
Verfahren zum Ob-crflichenhärten von Kurbelwellenzapfen o. dgl. - durch Erhitzen mittels eines ringförmigen Induktors und anschließendes Abschrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Oberfläche zu härtende Zapfen derart ausmittig in dem Induktor ange.ordnet wird, daß der ringförmige Luftspalt zwischen Zapfen und Induktor dort am kleinsten ist, -%v-o sich die Kurbelarme bzw. die vorspringenden Teile befinden, um die Störwirkung der Kurbelarme bzw. der vorspringenden Teile auf ilie Erzi#elung einer auf dem Umfange des Zapfens gleichmäßig ge-:Z M härteten Oberflächenzone zu verhüten. i 2.
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet daß das Werkstück durch Abstandshalter in der -ewÜnschten Lage zum Induktor gehalten wird. 3. Induktor zum Durchführen des Ver- i fahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine dein zu hc-'irtendem Werkstück gegenüberliegende Fläche in ihrem Mittelbereich mit einer Aussparung (32, 33, 34) versehen ist.