DE866494C

DE866494C - Method and device for the passage of workpieces through an inductive heating device

Info

Publication number: DE866494C
Application number: DES21001A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr-Ing Schmidt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1950-11-25
Filing date: 1950-11-25
Publication date: 1953-02-09

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Durchschleusen von Werkstücken durch eine induktive Erwärmungseinrichtung Bei der Tndnktionshärtung von Werkstücken ist es wesentlich, daß die im Spuleninduktor auf HärtetemperaturgebrachtenWerkstücke möglichst schnell und gleichmäßig in das Härtemittel gelangen. Auch ist es wichtig, daß hoch zu beanspruchende Teile, die als Massenartikel hergestellt werden, eine außerordentlich genaue und gleichmäßige Härtung erhalten. Hierbei ist es wesentlich, daß die Teile mit der vorgeschriebenen Temperatur in das Härtemittel gelangen. Dies erfordert, daß eine ungleichmäßige Verzögerung, wie sie durch Reibung in der Werkstückführung hervorgerufen werden kann, gehendst vermieden wird. Auch ist es wichtig, daß die Teile, insbesondere bei Werkstücken mit empfindlicher Formgebung, leine ungewollten Verformungen bei diesem Vorgang erhalten.Method and device for passing workpieces through an inductive heating device In the kinetic hardening of workpieces it is essential that the workpieces brought to the hardening temperature in the coil inductor get into the hardener as quickly and evenly as possible. It is also important that highly stressed parts that are mass-produced, a obtained extremely accurate and uniform hardening. Here it is essential that the parts get into the hardener at the prescribed temperature. this requires that an uneven deceleration, as caused by friction in the workpiece guide can be caused, is avoided as far as possible. It is also important that the Parts, especially in the case of workpieces with a sensitive shape, are unintentional Received deformations in this process.

Es sind bereits mechanische und elektromagnetische Auswerfvorrichtungen bekannt, die aber Nachteile aufweisen. Einmal bergen diese Auswerfvorrichtungen, die im allgemeinen eine sehr hohe Anfangsbeschleunigung haben, die Gefahr in sich, daß sie durch die große Anfangsbeschleunigung die glühenden Werkstücke, vor allem solche mit empfindlicher Form, ungewollt verformen und unbrauchbar machen. Elektromagnetische Vorrich tungen, die das Werkstück nach Erreichen des Cufiepunktes (ungefähr 750 bis 8000 C) aus dem Spulen wechselfeld fallen lassen, sind in der Regel nur dann verwendbar, wenn die Härtetemperatur nicht wesentlich höher liegt als der Cuniepunlçt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Werkstücke an den Wandungen ihrer Führung z. B. durch Ver schmutzung oder Verzunderung hängenbleiben, sich überhitzen und unter Umständen ve'rbrennen. Abgesehen davon, daß die Werkstücke hierdurch unbrauchbar gewonden sind, sperren sie leicht die gesamte Vorrichtung, verursachen Betriebsstörungen und führen gegebenenfalls zur Zerstörung der Vorrichtung. There are already mechanical and electromagnetic ejectors known, but they have disadvantages. Once these ejectors contain which generally have a very high initial acceleration, the risk of that the glowing workpieces, above all, because of the great initial acceleration those with a sensitive shape, unintentionally deform and render useless. Electromagnetic Devices that remove the workpiece after reaching the Cufie point (approx up to 8000 C) from the coil alternating field are usually only then can be used if the hardening temperature is not significantly higher than the Cuniepunlçt. Another disadvantage is that the workpieces on the walls of their guide z. B. by Ver dirt or scaling get stuck, overheat and possibly burn up. Apart from the fact that this makes the workpieces unusable They easily lock the entire device and cause malfunctions and possibly lead to the destruction of the device.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Durchschleusen von Werkstücken durch eine induktive Erwärmungseinrichtung, bei der die Geschwindigkeit und/oder die Lage der Werkstücke in .der Erwärmungseinrichtung durch einen Druckgasstrom, z. B. Druckluftstrom geregelt wird, angewandt. Damit wird eine Möglichkeit geschaffen, die Werkstücke den jeweiligen Notwendigkeiten entsprechend zu beeinflussen. Dies ist besonders beim Auswerfen des Werkstückes wichtig, kann aber auch beim Einführen (des Werkstückes in die Erwärmungseinrichtung und beim Aufenthalt des Werkstückes in derErwärmungseinrichtung vorteilhaft sein. According to the invention, a method for the passage of workpieces by an inductive heating device, in which the speed and / or the position of the workpieces in the heating device by means of a pressurized gas flow, z. B. Compressed air flow is regulated, applied. This creates a possibility to influence the workpieces according to the respective requirements. this is particularly important when ejecting the workpiece, but can also be used when inserting it (of the workpiece in the heating device and while the workpiece is in place in the heating device.

Insbesondere bei Massenartikeln, wie Nadeln für Sohlennähmaschinen, ist es vorteilhaft, einen Druckluft- oder Druckgasstrom auf das Werkstück in dessen Bewegungsrichtung einwirken zu lassen, wo durch das Werkstück beim Auswerfen eine stetige Beschleunigung erfährt. Wichtig ist, daß die hohe Anfangsbeschleunigung bei dieser Form Ider Auswerfvorrichtung wegfällt und damitdie Gefahr der ungewollten Verformung sdef Werkstücke beseitigt wird. Außerdem wirkt sich die Beschleunigung durch den Gasstrom insofern noch günstig aus, als ,das Werkstück seine größte Geschwindigkeit erst nach Austritt aus dem Erwärmungsraum erhält, währenld bei den bisher bekannten Mitteln nach dem Auswerfen meist eine Verzögerung, zumindest aber keine weitere Beschleunigung erfolgt. Vorteilhaft kann es hierbei sein, den Druckgasstrom vorzuwärmen, wodurch einmal eine ungewollte Abkühlung vor dem eigentlichen Abschrecken verhindert wird, andererseits das Werkstück auch während seines Fallens keine zu starke Abkühlung erfährt. Especially for mass-produced items, such as needles for sole sewing machines, it is advantageous to apply a stream of compressed air or compressed gas to the workpiece in its Allow the direction of movement to act, where a experiences steady acceleration. It is important that the high initial acceleration With this form I the ejector device is omitted and thus the risk of unwanted Deformation sdef workpieces is eliminated. It also affects the acceleration due to the gas flow, the workpiece is at its greatest speed received only after exiting the heating room, while with the previously known Usually means a delay after ejection, but at least no more Acceleration takes place. It can be advantageous here to preheat the pressurized gas flow, which prevents unwanted cooling before the actual quenching on the other hand, the workpiece does not cool down too much even while it is falling learns.

In Fig. I sder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. In Fig. I sder drawing is an embodiment according to the invention shown.

In dem Feld der Induktionsspule I ist der Führungszylinder 2 vorgesehen, durch den die Werkstücke 3 geschleust werden. Zum Halten des Werkstückes in Ider Spule dient Idas Magnetpaar 4,5. The guide cylinder 2 is provided in the field of the induction coil I, through which the workpieces 3 are channeled. To hold the workpiece in Ider Coil is used by Ida's pair of magnets 4.5.

Das Druckgas wird seitlich dadurch den Zuführungskanal 6 in das Mundstück lII eingeführt, das auf einem Kreisring verteilte Austrittsöffnungen 7, 8, 9 aufweist.The compressed gas is thereby laterally the supply channel 6 in the mouthpiece III introduced, which has outlet openings 7, 8, 9 distributed on a circular ring.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die Werkstücke werden durch die konische Einführung 110 des Mundstückes II in den Fülhrungszylinder2 der Spule eingeführt. Durch die lMIagnete4 und 5 werden sie in dem Zylinder in der für das Erwärmen richtigen Höhenlage gehalten. Sobald das sich erw,ärmenfde Werkstück den Curiepunkt erreicht und hierbei seine magnetischen Eigenschaften verliert, fällt es aus dem Zylinder heraus. Die Beschleunigung des frei fallenden Werkstückes ist aber oft zu gering, um das Werkstück in der erforderlichen kurzen Zeit in das 3:ärtemittel od. dgl. zu bringen. Da jedoch erfindungsgemäß auf das Werkstück zusätzlich der Druckgasstrom in der Auswerfrichtung einwirkt, erhält idas Werkstück eine erheblich größere Beschleunigung. Die Kraft des Druckgasstromes auf tdas Werkstück und die Ilaltekraft der Magnete 4 und 5 sind so aufeinander abgestimmt, d'aß das Werkstück vor dem Erreichen des Curiepunktes noch nicht aus dem Zylinder herausgedrückt wird. Durch Erhöhung des Gasstromdruckes oder Erniedrigen der Haltekraft kann das Auswerfen auch schon unterhalb Ides Curiepunktes erreicht werden, was mitunter erwünscht sein kann. The mode of operation of the device is as follows: The workpieces are through the conical introduction 110 of the mouthpiece II into the guide cylinder 2 of the Coil inserted. By the lMIagnete4 and 5 they are in the cylinder in the for the heating kept correct altitude. As soon as the workpiece warms up reaches the Curie point and thereby loses its magnetic properties, falls it out of the cylinder. The acceleration of the freely falling workpiece is but often too little to put the workpiece in the 3: means in the required short time or the like to bring. However, since according to the invention on the workpiece in addition Pressurized gas flow acts in the ejection direction, the workpiece receives a considerable greater acceleration. The force of the compressed gas flow on the workpiece and the The holding force of the magnets 4 and 5 are matched to one another in such a way that the workpiece is not yet pushed out of the cylinder before reaching the Curie point. Ejection can be achieved by increasing the gas flow pressure or decreasing the holding force can also be reached below Ides Curie point, which is sometimes desirable can.

Bei Werkstücken, die nach Erreichen des Curiepunktes ihre Härtetemperatur noch nicht erreicht haben, kann es vorteilhaft sein, Iden Gasstrom erfindungs gemäß dem Werkstück entgegenwirken zu lassen und Damit Iden Aufenthalt des Werkstückes in dem Spulenwechselfeld zu verlängern. Um eine un gewollte Abkühlung durch den Gasstrom zu vermeiden, wird es auch hier vorteilhaft sein, den Gasstrom vorzuwärmen. Um (das Werkstück nach Erreichen seiner Härtetemperatur möglichst schnell in das Härtemittel gelangen zu lassen, wird der Gasstrom zweckmäßigerweise so geführt, daß die Verzögerung der Fallbeschleunigung nur innerhalb der Spule erfolgt, während nach Verlassen der Heizspule die freie Fallgeschwindigkeit wiederhergestellt wird. For workpieces that reach their hardening temperature after reaching the Curie point have not yet reached, it may be advantageous to iden the gas flow according to the invention to counteract the workpiece and thus Iden the workpiece to extend in the bobbin changing field. To avoid unwanted cooling from the To avoid gas flow, it will also be advantageous here to preheat the gas flow. To (move the workpiece as quickly as possible after it has reached its hardening temperature To allow hardening agent to get in, the gas flow is expediently guided in such a way that that the deceleration of the gravitational acceleration takes place only within the coil while the free fall speed is restored after leaving the heating coil.

Ein Ausführungsbeispiel, bei zudem der Druckgasstrom der Bewegungsrichtung des Werkstückes entgegenwirkt, ist in Fig. 2 gezeigt. Die Teile I bis 5 sind die gleichen wie in Fig. I. Die aus den Teilen T6 bis 21 bestehende Vorrichtung hat im wesentlichen die gleiche Ausbildung wie dietaus Jeden Teilen 6 ;bis nI bestehende Vorrichtung der Fig. 1, ldoch ist sie unterhalb des Zylinder 2 angeordnet. Durch den Zuführungskanal 1(6 wird das Gas in das Verteilerstück 21 geführt und tritt durch Bohrungen I7, 18,19 in den Führungszylinder 2 ein. Hat das Werkstück den Curiepunkt erreicht, so wird je nach Stärke des entgegenwirkenden Druckgas stromes eine mehr oder weniger starke Verzögerung des Auswerfens des Werkstückes eintreten, und das Erreichen der benötigten Härtetemperatur ist gewährleistet. Besonders vorteilhaft käun es sein, einen zusätzlichen Druckgasstrom im Verteilerstück 21 vorzusehen, der durch die Bohrungen 22, 23, 24 in Richtung der Fallbeschleunigung wirkt und'damit eine schnelleres Eintauchen der Werkstücke in das Härtemittel erzielt. An exemplary embodiment in which, in addition, the compressed gas flow of the direction of movement of the workpiece counteracts, is shown in FIG. Parts I through 5 are the same as in Fig. I. The device consisting of parts T6 to 21 has essentially the same training as the one consisting of each part 6; to nI The device of FIG. 1, however, is arranged below the cylinder 2. By the supply channel 1 (6, the gas is fed into the manifold 21 and occurs through bores I7, 18, 19 into the guide cylinder 2. Does the workpiece have the Curie point reached, depending on the strength of the counteracting flow of pressurized gas, one more or less significant delay in ejection of the workpiece occur, and that Reaching the required hardening temperature is guaranteed. Particularly beneficial it might be necessary to provide an additional flow of pressurized gas in the distributor piece 21, which acts through the bores 22, 23, 24 in the direction of the gravitational acceleration and so a faster immersion of the workpieces in the hardening agent achieved.

Es kann vorkommen, IdSaß sich das Werkstück in der Erwärmungsvorrichtung, z. B. in dem Zylinder 2 der gezeigten Ausführungsbeispiele, verklemmt oder daß es dort infolge von Verunreinigungen kleben oder klemmen bleibt. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Druckgasstrom auf das Werkstück während seines Aufenthfaltes in der Erwärmungseinrichtung einwirkt und es in freier Lage hält. Auch wird hierdurch die Gefahr einer zu langen Erwärmung bzw. eines Ver- brennens der Werkstücke weitgehend vermieden. It can happen that the workpiece is in the heating device, z. B. in the cylinder 2 of the embodiments shown, jammed or that it sticking or sticking there due to contamination. This disadvantage will avoided according to the invention that the pressurized gas flow on the workpiece during his Aufenthfaltes acts in the heating device and it is in free position holds. This also reduces the risk of excessive heating or deterioration. burning of the workpieces largely avoided.

Diese lockernde Wirkung kann noch durch eine Intensitätsmodulation des Druckgasstromes erhöht werden, also dadurch, daß sich der Druck oder die Stärke des Druckgasstromes während der Einwirkung auf das Werkstück dlauernd, vorzugsweise in schnellen Wechsel, ändert.This loosening effect can be further enhanced by an intensity modulation of the pressurized gas flow are increased, so by the fact that the pressure or the strength of the pressurized gas flow during the action on the workpiece, preferably in quick change, changes.

Durch die Druckgasführung kann unter Umständen eine verstärkte Oxydation und Verzunderung der Werkstücke eintreten. Erfinldungsgemäß sollen daher in solchen Fällen Gase Verwendung finden, die eine Oxydation und Verzunderung ver hindern. Under certain circumstances, the use of pressurized gas can lead to increased oxidation and scaling of the workpieces occur. According to the invention, therefore, in such In cases, gases are used that prevent oxidation and scaling.

Die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung nach der Erfindung sind mit iden beschriebenen Beispielen nicht erschöpft. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, eine Kombination der in I und 2 beschriebenen Vorrichtungen zu verwenden. Die Erfinrdung kann ferner auch in solchen Fällen Anwendung finden, bei denen das Gut in einer induktiven Erwärmungseinrichtung in anderer als senkrechter Lage erwärmt bzw. in anderer als senkrechter Richtung durch die Einrichtung durchgeschleust wird. The possible uses of the device according to the invention are not exhausted with the examples described. For example, it can be expedient be to use a combination of the devices described in I and 2. The invention can also be used in cases where the Well heated in an inductive heater in a position other than vertical or is passed through the device in a direction other than vertical.

PATENTANSPRWCH: I. Verfahren zum Durchschleusen von Werkstücken durch eine induktive Erwärmungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindiglceit und/oderXdie Lage der Werkstüclçe in der Erwärmungseinrichtung durch einen Druckgasstrom, z. B. Druckluftstrom, geregelt wird. PATENT CLAIM: I. Method for passing workpieces through an inductive heating device, characterized in that the speed and / orX the position of the workpieces in the heating device by means of a pressurized gas flow, z. B. compressed air flow is regulated.

Claims

2. Apparatus for performing the method according to claim I, characterized by a fan which is arranged so that the flow of pressurized gas in the ejection direction acts on the workpiece.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the pressurized gas stream counteracts the ejection direction of the workpiece.

4. Apparatus according to claim 3, wherein the workpiece is the heating device leaves falling, characterized in that the ehläse is arranged so that the Gas flow the acceleration due to gravity only in a certain zone of the fall path, preferably only in the heating device, delayed.

5. Device according to claims I to 4, characterized in that that the pressure and / or the strength of the compressed gas flow is preferably continuously adjustable is.

6. Device according to claims I and 5, characterized in that that the pressure and / or the strength of the compressed gas flow during the action the workpiece can be changed continuously, preferably in rapid change.

7. The use of preheated pressurized gas stream for a device according to claims I to 6. s. The use of a non-oxidizing and / or one of the scaling counteracting compressed gas in a device claims I to 7.