DE10034421A1

DE10034421A1 - Induktor

Info

Publication number: DE10034421A1
Application number: DE10034421A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Seifert; Peter Poloczek; Ulrich Bock; Karl-Ludwig Dietzel; Herbert Gerhart
Original assignee: INTEC GmbH; Volkswagen AG
Current assignee: Ajax Tocco Magnethermic GmbH
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2020-07-15
Also published as: DE10034421B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Induktor zum induktiven Härten von Werkstücken, umfassend mindestens zwei Induktorköpfe, die durch eine Stromleiteranordnung miteinander verbunden sind und die verschiebbar zueinander angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Induktorköpfe lösbar mit der Stromleiteranordnung verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Induktor zum induktiven Härten von Werkstücken, umfassend mindestens zwei Induktorköpfe, die durch eine Stromleiteranordnung miteinander leitend verbunden sind und die verschiebbar zueinander angeordnet sind.

Derartige Induktoren werden zum Oberflächenhärten von Wellen, insbesondere Gelenkwellen, und Rohren eingesetzt. Der Induktor umfaßt üblicherweise ein Induktorgehäuse aus Glashartgewebe, in dem sämtliche Baugruppen fest eingebaut sind. Ein wesentliches Bauteil eines Induktors ist ein oder sind mehrere stromdurchflossene Heizleiter. Die Heizleiter sind in Induktorköpfen angeordnet, die durch eine Verschiebeeinheit miteinander verbunden sind. Ein Wechsel des Heizleiters ist nur möglich durch Demontage des gesamten Induktorgehäuses sowie der darin angeordneten Baugruppen. Dabei ist die vollständige Verschiebeeinheit mit auszuwechseln, da diese unlösbar verbunden ist mit den Induktorköpfen. Insgesamt haben Induktoren nach Stand der Technik den Nachteil, daß das Auswechseln von Verschleißteilen und hier insbesondere der Induktorköpfe eine vollständige Demontage notwendig macht, die entsprechend arbeitsaufwendig und teuer ist.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist es, einen Induktor der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der weniger aufwendig zu warten ist.

Dieses Problem wird durch einen Induktor nach Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Induktorköpfe lösbar mit der Stromleiteranordnung verbunden sind. Das Auswechseln der Induktorköpfe ist damit ohne Zerlegen des Induktors möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Induktor mindestens eine erste Induktorbaugruppe sowie eine zweite Induktorbaugruppe umfasst. Die Trennung in einzelne Baugruppen erleichtert die Montage und Demontage.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Induktorköpfe mit der Stromleiteranordnung mittels Schrauben verbunden sind. Die Entnahme der Induktorköpfe aus dem Induktor erfordert damit nur das Lösen von außen zugänglicher Schrauben.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß die Schrauben jeweils seitlich in die erste Induktorbaugruppe oder zweite Induktorbaugruppe einbringbar sind. Diese Maßnahme bietet den Vorteil, daß die Schrauben auch in Einbaulage des Induktors zugänglich sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß die Stromleiteranordnung ein erstes Leiterelement sowie ein zweites Leiterelement umfaßt. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders leichte Montage und Demontage der Stromleiteranordnung.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß das erste und/oder das zweite Leiterelement über einen Kühlmittelkanal verfügt, der von einem Kühlmittel durchströmt werden kann. Eine Kühlung des Leiters verringert dessen elektrischen Widerstand und erhöht so durch geringere Verlustwärme den Gesamtwirkungsgrad. Weiterhin wird die Standzeit des Induktors erhöht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß das Kühlmittel Wasser ist. Wasser hat günstige Wärmeübertragungseigenschaften und ist kostengünstig gegenüber anderen Kühlmitteln.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß das erste Leiterelement zwei in etwa parallel zueinander angeordnete Leiterbahnen umfaßt, die nicht leitend durch eine Verbindungsbrücke miteinander verbunden sind. Durch diese Maßnahme kann das erste Leiterelement aus vergleichsweise einfachen Grundbaugruppen hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß das zweite Leiterelement mindestens zwei in etwa parallel zueinander angeordnete Leiterbahnen umfaßt, die nicht leitend durch ein Joch miteinander verbunden sind. Diese Maßnahme bietet den Vorteil, daß das zweite Leiterelement ebenfalls aus vergleichsweise einfachen Baugruppen aufgebaut werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Induktor über ein Gehäuse verfügt, das aus mindestens einem ersten Teilgehäuse und einem zweiten Teilgehäuse besteht. Durch die zumindest teilweise Kapselung der Baugruppen des Induktors werden diese vor Beschädigungen sowie vor Verschmutzung geschützt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß das Gehäuse aus Aluminium besteht. Ein derartiges Gehäuse ist vergleichsweise kostengünstig und leicht spanend zu bearbeiten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Induktors im Teilschnitt;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Induktors im Teilschnitt;

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Induktor in der Draufsicht;

Fig. 4 je einen ersten und zweiten Induktorkopf in der Seitenansicht;

Fig. 5 eine Einzeldarstellung einer Stromleiteranordnung im nicht eingebauten Zustand in der Draufsicht;

Fig. 6 einen Schnitt gemäß VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 zeigt einen Schnitt gemäß VII-VII in Fig. 5.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Diese zeigt einen Induktor zum induktiven Härten von Werkstücken in der Seitenansicht, wobei der Aufbau durch einen Teilschnitt teilweise verdeutlicht ist. Der Induktor 1 umfaßt eine erste Induktorbaugruppe 2 sowie eine zweite Induktorbaugruppe 3. Diese sind in einem Gehäuse 27, welches aus einem ersten Teilgehäuse 20 sowie einem zweiten Teilgehäuse 21 besteht, angeordnet. Das erste Teilgehäuse 20 nimmt im wesentlichen die erste Induktorbaugruppe 2 auf, das zweite Teilgehäuse 21 nimmt im wesentlichen die zweite Induktorbaugruppe 3 auf. An dem ersten Teilgehäuse 20 sowie dem zweiten Teilgehäuse 21 sind jeweils mehrere Anschlußbolzen 22 angeordnet, mit Hilfe derer der Induktor 1 an einem Halter oder dergleichen befestigt werden kann.

Die erste Induktorbaugruppe 2 sowie die zweite Induktorbaugruppe 3 sind in Richtung eines in Fig. 1 mit der Positionsnummer 4 bezeichneten Pfeiles in beide Pfeilrichtungen gegeneinander verschiebbar. Der Pfeil 4 markiert eine Verschiebung in Richtung der Längsachse des Induktors 1. Durch Verschieben der ersten Induktorbaugruppe 2 gegenüber der zweiten Induktorbaugruppe 3 kann der Abstand der induktiven Wärmezonen zueinander verändert werden.

Innerhalb der ersten Induktorbaugruppe 2 ist ein erster Induktorkopf 5 angeordnet, innerhalb der zweiten Induktorbaugruppe 3 ist entsprechend ein zweiter Induktorkopf 6 angeordnet. Der erste Induktorkopf 5 sowie der zweite Induktorkopf 6 sind mittels einer Stromleiteranordnung 7 miteinander verbunden.

Fig. 5 zeigt die Stromleiteranordnung 7 in der Draufsicht. Diese besteht aus einem ersten Leiterelement 8 sowie einem zweiten Leiterelement 9, die in Richtung eines Pfeiles 10 gegeneinander verschiebbar sind. Das erste Leiterelement 8 besteht im wesentlichen aus zwei länglichen Leiterbahnen 11, die jeweils einen im wesentlichen U- förmigen Querschnitt haben und mittels einer Verbindungsbrücke 12 miteinander verbunden sind. An der der Verbindungsbrücke 12 gegenüberliegenden Seite der Leiterbahn 11 verfügen diese jeweils über einen Anschlußstutzen 13. Mit Hilfe der Anschlußstutzen 13 kann ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, in das erste Leiterelement eingeleitet werden. Dazu verfügen die Leiterbahnen 11 sowie die Verbindungsbrücke 12 über einen Kühlmittelkanal 14, vergleiche dazu Fig. 6. Das erste Leiterelement 8 verfügt über mehrere Anschlußklemmen 15, mit denen das erste Leiterelement 8 mit dem ersten Teilgehäuse 20 verschraubt werden kann.

Das zweite Leiterelement 9 besteht aus zwei im wesentlichen kastenförmigen Leiterbahnen 16, die mit einem Joch 17 miteinander verbunden sind. Das zweite Leiterelement 9 verfügt über mehrere Anschlußklemmen 19, mit Hilfe derer das zweite Leiterelement 9 mit dem zweiten Teilgehäuse 21 verschraubt werden kann. Durch Verschieben des ersten Leitelementes 8 in Pfeilrichtung 10 gegenüber dem zweiten Leitelement 9 kann der Abstand des ersten Induktorkopfes 5 gegenüber dem zweiten Induktorkopf 6 verändert werden.

Fig. 7 verdeutlicht mittels eines Schnittes gemäß VII-VII in Fig. 5 die Anordnung von erstem Leiterelement 8 und zweitem Leiterelement 9. Die Leiterbahnen 16 werden von den Leiterbahnen 11 teilweise umgriffen, wobei die Kontaktfläche eine leitende Verbindung zwischen erstem Leiterelement 8 und zweitem Leitelement 9 herstellt. Die Anschlußstutzen 13 verfügen jeweils über ein Kühlmittelanschluß 18, mit Hilfe dessen Kühlwasser das erste Leiterelement 8 durchströmen kann.

Fig. 2 verdeutlicht insbesondere den Aufbau und die Anordnung des ersten Induktorkopfes 5 innerhalb der ersten Induktorbaugruppe 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Induktorkopf 5 im wesentlichen halbkreisförmig ausgelegt, so daß sich dieser zum Härten von länglichen runden Bauteilen, beispielsweise Rohren oder Stangen eignet.

Die erste Induktorbaugruppe 2 verfügt über eine erste Stromzuleitung 23 sowie eine zweite Stromzuleitung 24, wie den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist. Erste und zweite Stromzuleitung 23, 24 sind jeweils mit einer der Leiterbahnen 11 verbunden, wobei die Verbindungsbrücke 12 zwischen den beiden Leiterbahnen 11 nicht leitend ist. Ebenso ist das Joch 17 nicht leitend, so daß nur der erste Induktorkopf 5 sowie der zweite Induktorkopf 6 eine leitende Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Stromzuleitung 23, 24 herstellen.

Fig. 4 zeigt den ersten Induktorkopf 5 sowie den zweiten Induktorkopf 6 jeweils in der Seitenansicht. Beide sind identisch aufgebaut und bestehen aus einem Induktionsbereich 25, der die bekannten stromdurchflossenen Spulen umfaßt, sowie eine Befestigungslasche 26. Mit Hilfe der Befestigungslasche 26 wird der erste Induktorkopf 5 mit der Verbindungsbrücke 12 bzw. den beiden Leiterbahnen 11 mittels Schrauben 28, die in Fig. 1 nur als Mittellinie vereinfacht dargestellt sind, verbunden. Entsprechend wird der zweite Induktorkopf 6 mit Hilfe der Befestigungslasche 26 mit dem Joch 17 bzw. den Leiterbahnen 16 mittels Schrauben 28 verbunden. Die Schrauben sind jeweils von der Außenseite her eingebracht, so daß sich diese ohne Zerlegen des gesamten Induktors 1 lösen lassen. Nach Lösen der Schrauben können die Induktorköpfe 5 und 6 aus der ersten Induktorbaugruppe 2 bzw. der zweiten Induktorbaugruppe 3 herausgezogen werden, ohne weitere Montagearbeiten vornehmen zu müssen. Ein Wechsel der Induktorköpfe 5 und 6 erfordert daher nur einen minimalen Zeitansatz und zieht nur eine sehr geringe Ausfallzeit des gesamten Induktors nach sich.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Induktor

2

Erste Induktorbaugruppe

3

Zweite Induktorbaugruppe

4

Pfeil

5

Erster Induktorkopf

6

Zweiter Induktorkopf

7

Stromleiteranordnung

8

Erstes Leiterelement

9

Zweites Leiterelement

10

Pfeil

11

Leiterbahn

12

Verbindungsbrücke

13

Anschlussstutzen

14

Kühlmittelkanal

15

Anschlußklemme

16

Leiterbahn

17

Joch

18

Kühlmittelanschluß

19

Anschlußklemme

20

Erstes Teilgehäuse

21

Zweites Teilgehäuse

22

Anschlußbolzen

23

Erste Stromzuleitung

24

Zweite Stromzuleitung

25

Induktionsbereich

26

Befestigungsfasche

27

Gehäuse

28

Schraube

Claims

1. Induktor (1) zum induktiven Härten von Werkstücken, umfassend mindestens zwei Induktorköpfe (5, 6), die durch eine Stromleiteranordnung (7, 8, 9, 11) miteinander leitend verbunden sind und die verschiebbar zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktorköpfe (5, 6) lösbar mit der Stromleiteranordnung (7, 8, 9, 11) verbunden sind.

2. Induktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mindestens eine erste Induktorbaugruppe (2) sowie eine zweite Induktorbaugruppe (3) umfasst.

3. Induktor (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktorköpfe (5, 6) mit der Stromleiteranordnung (7, 8, 9, 11) mittels Schrauben (28) verbunden sind.

4. Induktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (28) jeweils seitlich in die erste Induktorbaugruppe (2) oder zweite Induktorbaugruppe (3) einbringbar sind.

5. Induktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleiteranordnung (7) ein erstes Leiterelement (8) sowie ein zweites Leiterelement (9) umfaßt.

6. Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Leiterelement (8, 9) über einen Kühlmittelkanal (14) verfügt, der von einem Kühlmittel durchströmt werden kann.

7. Induktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel Wasser ist.

8. Induktor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leiterelement (8) zwei in etwa parallel zueinander angeordnete Leiterbahnen (11) umfaßt, die nicht leitend durch eine Verbindungsbrücke (12) miteinander verbunden sind.

9. Induktor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Leiterelement (9) mindestens zwei in etwa parallel zueinander angeordnete Leiterbahnen (16) umfaßt die nicht leitend durch ein Joch (17) miteinander verbunden sind.

10. Induktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor über ein Gehäuse (27) verfügt, das aus mindestens einem ersten Teilgehäuse (20) und einem zweiten Teilgehäuse (21) besteht.

11. Induktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (27) aus Aluminium besteht.