Verfahren und Einriehtung zur Oberflächenhärtung von mit Vorsprüngen versehenen Gegenständen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenhärtung von mit Vorsprüngen versehenen Gegenständen. Werkstücke dieser Art sind zum Beispiel innen oder aussen ge- zahnte Räder, genutete Wellen. Reibahlen, Bohrer, Kanonenbohrer und,dergl.
Beim Härten der Oberflächen derartiger Gegenstände ist es oft von Bedeutung, dass sowohl die angrenzenden Flächen, als auch der Kern des unter der gehärteten Oberfläche liegenden Gegenstandteils weicher bleibt, da mit eine genügende Zähigkeit und Geschmei digkeit, und damit eine Widerstandsfähig keit gegen - Brüche und Risse infolge von Stössen, Schwingungen oder sonstigen Ur sachen verbleiben.
Bei Zahnrädern soll bei spielsweise die über :dem Teilkreis liegende Kopfhöhe hart sein, um der Schabwirkung beim rollenden und gleitenden Kontakt mit andern Zahnflächen Widerstand zu leisten, während das Metall in .der unter dem Teil kreis liegenden Zahnfusshöhe und in der Zahnwurzel, das nicht mit einem schabenden oder abnützend wirkenden Glied zusammen wirkt, aber starken Biegungsbeanspruchun- gen unterliegt, .stark und verhältnismässig ge schmeidig bleiben soll,
um eine Bruch-, Sprünge- oder Rissebildung auszuschliessen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Sprödig keit .des Stahls mit der Härte wächst, und je grösser die Sprödigkeit ist, um so mehr unter liegt das Metall der Bildung von Ober- flächenrissen oder beginnenden .Sprüngen, die schliesslich weit genug in das: Metall hinein reichen, um eine vollständige Zerstörung des heanspruchten Querschnittes herbeizuführen.
Bei dem bekannten Verfahren der ZaIn- radhärtung wurden; die Räder entweder auf die erforderliche Temperatur als Ganzes er hitzt und das ganze Zahnrad hierauf abge schreckt, was jedoch zu Schrumpfungsbean spruchungen und Verziehen führte.
Man hat aber auch ,die Zähne einzeln erhitzt, indem man sie einer Flamme aussetzte und sie dann abschreckte; bei diesem zweiten Verfahren muss die Wärme notwendig in Bereiche drin- gen, die kühl gehalten werden sollten, damit sie die ihnen von der vorangegangenen Be handlung erteilte Festigkeit beibehalten. Es wird aber bei diesem Verfahren auch das Oberflächenmetall durch die Verbrennungs erzeugnisse nachteilig beeinflusst.
Zur Vermeidung dieser Nachteile lässt man beim Verfahren gemäss :der Erfindung den Heizstrom in den Vorsprüngen gderart fliessen, dass diese nur ausserhalb der Wurzel teile oberflächlich auf Härtungstemperatur erhitzt werden; alsdann werden die erhitzten Teile abgeschreckt. Dadurch erhalten die Vorsprünge oberflächlich einen höheren Här- tungsgrad als die Wurzelteile.
Die. Einrichtung gemäss der Erfindung zur Durchführung des Härtungsverfahrens besitzt einen :elektrischen Leiter zum Induzie ren eines Heizstromes in den Vorsprüngen, der mit Einrichtungen zur Abschreckung des erhitzten Gegenstandes verbunden ist.
Die Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Anhand der selben wird auch das Verfahren sell)st bei spielsweise erläutert.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Einrichtung zur Beheizung und Abschrek- kung :der Zähne eines Zahnrades; Fig. 2 ist ein. Schnitt nach :der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine ab- geänderte Form einer dem .gleichen Zweck dienenden Einrichtung, und zwar nach der Linie III-III in Fig. 4; Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3; Fi.g. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Einrichtung;
Fig. 6 und 7 sind Schnitte nach den Linien VI-VI bezw. VII VII in Fig. 5; Fig. 8 ist teils ein :Schnitt und teils ein Aufriss einer Variante der Einrichtung;
Fig. 9 ist ein gdem :Schnitt VI-VT der Fig. 5 ähnlicher Schnitt einer abgeänderten Ausführung und Fig. 10 ist eine Teilansicht in Richtung der Pfeils Y in Fig. 5 mit einer weiteren Ab ändQrung der Induktionsheizvorrichtung.
Die zweckmässige Belieizung ist.diedurch Hochfrequen.zinduktionsströme, -die in den: zu härtenden Zonen erzeugt werden. Die Behei- zung kann aber auch durch unmittelbare Hindurchleitung von Strömen durch :das Werkstück durch .elektrisch leitende Berüh rung zwischen dem Werkstück und Teilen der Heizvorrichtung herbeigeführt werden.
Werden bei grossen Zahnrädern ,sämtliche arbeitenden Zahnflächen gleichzeitig gehär tet, können sich Schwierigkeiten infolge der erforderlichen hohen Energieleistung erge ben. Mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 können die Zähne nacheinander gehär tet werden. Hierbei ist ein Rad 20, das ge härtet werden. soll, undrehbar auf einer Welle 2.1 angebr acht, die isoliert durch eine Hülse 22 in einem deckelartigen Glied 2.3 befestigt ist.
Zum Beheizen dient ein Gebilde 24, das gleichachsig zum Rade 2,0 gelagert ist. Die Heizvorrichtung besitzt in d:er Achsrichtung verlaufende Leiterstäbe 25 und 26 von sol cher Gestalt, dass; sie mit :einem gewissen.
Ab stand zwischen Nachbarzähnen des Rades 20 treten. Anschlussleiter einer Hochfrequenz quelle sind bei 27 und 28 angeschlossen. Der Hochfrequenzstrom fliesst auf :diese Weise durch die Stäbe 25, 26 und erzeugt dabei durch Induktion Heizstrom in den Oberflä chenzonen der Zahnflanken, die in unmittel barer Nähe der Stäbe liegen, jedoch ausser halb der Wurzelteile der Zähne.
Ein Man- tel 29, der den vom Rad eingenommenen Raum umschliesst, ist durch Ringe 30, 31 von den Leiterstäben isoliert. Sofort nachdem eine ausreichend hohe Temperatur erreicht ist, wird eine Abachreekflü.ssigkeit durch Rohrleitungen., die bei 32 und 33 (Fig. 1). angeschlossen sind, kräftig in -den ummantel ten Raum eingeführt.
Dadurch wird die er hitzte Oberfläche vollständig überflutet und abgeschreckt; Kanäle 34 ermöglichen ein Ab fliessen des Abschreckmittels. Nach genügen der Abkühlung wird :der Zufluss des Ab- schTeckmittels unterbrochen.
Der Deckel 212 mit der Welle 21 und dem Rad 20 wird so weit zurückgezogen, dass die Leiterenden von den Zähnen frei werden, und er wird dann gedreht, so dass .die Leiter gegenüber der nächsten Zahnlücli#e zu lieben kommen. Hier auf werden der Deckel und das Rad wieder vorgeschoben und der geschilderte Vorgang wird wiederholt, so dass die Flanken der Nachbarzähne gehärtet erden. Durch wie derholte Durchführung des Verfahrens wer den die Flanken sämtlicher Zähne gehärtet.
Durch Vergrösserung der Zahl von Leiterstä ben lassen sich mehrere Zahnflanken gleich zeitig härten. Bei kleinen oder grösseren Zahnrädern können für den Fall, dass genü gend Heizenergie verfügbar ist, soviele Stäbe verwendet werden, dass sämtliche Zähne gleichzeitig erhitzt werden können. Dabei ist eine möglichst gleichmässige Erhitzung der verschiedenen Zähne anzustreben.
Bei kleinen Zähnen kann die Abschrek- kung erfolgen, während die Leiterstäbe noch in Heizstellung sind, .so dass die Zahnflächen und die Heizstäbe gleichzeitig abgeschreckt werden.
Es kann aber auch leicht .dafür ge sorgt werden, dass die Heizvorrichtung 24 mit den Leiterstäben 25 und 2,6 entfernt wird, indem man zum Beispiel die Vorrich- tunb rasch aus ihrer Stellung durch Federn oder schnellwirkende Hebelanordnungen zu rückzieht, .die an dem vorspringenden Teil der Vorrichtung 24 angreifen. Nach Zurück ziehen der Leiter aus den Zahnlücken lassen sich die erhitzten Flächen rasch und kräftig abschrecken.
Sind die Radzähne sehr gross oder ist die verfügbare Energie nicht ausreichend, um mehr als eine Zahnfläche oder ein Paar von Zahnflächen auf einmal zu erhitzen, so kann auch eine Einrichtung nach Fig. 3 und 4 an gewendet werden. Hierbei ist ein Zahnrad 3,5 auf einer Welle 36 befestigt, die durch Zahnräder 3 7 und 38 mit dem Rohr 39 ge kuppelt ist, auf .dem die induzierenden Lei- terstäbe sitzen. Sperrvorrichtungen, z. B. ein unter Federwirkung stehender Rastzahn 40, halten die Räder in einer solchen Stellung, dass ein Leiterstab 40' mitten in der Lücke zwischen zwei Nachbarzähnen 41 und 42 liegt.
Ist ein Leiterstab 40' in dieser Lage, siehe Fig. 4, so lässt man Hochfrequenzstrom durch ihn hindurchfliessen, der Ströme genü gender Dichte in den Nachbarzonen der Zähne 41 und 42 ausserhalb der Wurzelteile erzeugt, so dass, diese oberflächlich auf Härte- temperatur gelangen.
Hierauf wird ein Ab- schreckmittel aus dem Rohr 39 durch Kanäle 43 meinen isolierten Armstern 44, sowie wei tere Kanäle 45 in den Leiterstäben gegen die erhitzte Fläche der Zähne .geleitet. Eine un- drehbare, an einer Seite offene Röhre 46 in nerhalb des Rohres 39 verhütet, dass das Ab- schreckmittel in andere Kanäle fliesst, als die, welche zu den erhitzten Zahnflächen und dem Nachbarbereich leiten.
Ist ein Zahnflächenpaar auf diese Weise gehärtet, so wird durch das beschriebene Ge triebe das Rad 3.5 zusammen. mit .der Gruppe induzierender Stäbe Reitergedreht, bis der nächste Leiterstab, z.
B. 47, in die benach barte Zahnlücke 48 gelangt ist, worauf wie der ein Rastzahn 40 eine Sperrung so lange herbeiführt, bis der Heizvorgang für diese Neueinstellung,durchgeführt ist. Durch Kon takte, die mit Bürsten 5'0 und 51 zusaMmen- ,tvirken, wenn diese Leiterstäbe in Heizstel- lung sind, wird dafür gesorgt, @dass der Reiz strom nur durch den in Arbeitsstellung be findlichen Leiter fliessen, kann.
Es ist klar, dass, man bei einer verhältnismässig beschränk ten Energiequelle und bei :grossen Randzäh nen auch in der Lage ist, statt zweier gegen überliegender Flächen, nur eine Zahnfläche auf einmal zu .erhitzen. Um dies zu erreichen, ist die Heizvorrichtung so gestaltet und ein gestellt, dass sie in nächste Nähe nur einer Zahnfläche gelangt, und weit genug von d-er gegenüberliegenden Fläche ist, so idass, ,sie diese nicht irgendwie nachteilig beheizen kann.
Für die rasche Oberflächenhärtung der Zahnköpfe kleiner Zahnräder wird, wenn ge nügend Energie zur Verfügung steht, um die Zahnoberfläche aller Zähne gleichzeitig zu erhitzen, vorteilhaft die Einrichtung nach Fig. 5 bis 7 benutzt. Das zu erhitzende Rad 52s wird auf einen stromleitenden Sockel 53 aufgesetzt,
.der seinerseits von der Stütze 54 getragen wird und von dieser bei 55 isoliert ist. Der Kranzteil 5.6 des Sockels ist aus gekerbt, so :da.ss die zweckmässig abgerunde ten Enden der Zähne 57 in leitenden Kon- takt mit diesen Kerben gelangen. Ein Deckel 58, :der mit einem äussern induzierenden Teil 59 verbunden ist, hat gleichfalls einen genu teten Kranzteil 60, der die gegenüberliegen den Endender Zähne aufnimmt.
Der Deckel 58 ist gegen :einen Fortsatz 61 des Sockels 53 durch :eine Büchse 62. isoliert. Zwischen den induzierenden Leiter 59 und diesem Dek- hel ist ein Spalt 6,3 vorgesehen;
die beiden genannten Teile stehen nur mittels einer ring förmigen Kontaktfläche bei 64 in elektri scher Verbindung. Ist ein Zahnrad zwischen Sockel und Deckel gelegt, so werden alle I'-ontaktflächen, einschliesslich der Fläche 64, mittels eines Andrückkolbens 65 in. .gut lei tende Berührung gebracht. Letzterer übt einen Druck nach unten aus und wirkt über eine isolierende Zwischenlage 66.
Sind die Teile gemäss Fi.g. 5 und 7 zusammen gebaut und durch kräftigen Druck in Berührung miteinander gehalten, so wird Hochfrequernz- strom über die Anschlussleitungen 67 und 68 zugeführt. Wenn man annimmt, dass der Strom bei 67 eintritt, so geht er von hier aus aufwärts durch den Leiter 59 und den Deckel 58, der ihn gleichmässig verteilt und abwärts durch die Kopfteile der Zähne :
des Rades 57 fliessen lässt, wobei die Zähne als Stromleiter zum Sockel 53 dienen. Vom Sockel geht der Strom aufwärts durch den Fortsatz 61 in den Kontaktkörper 69 und in den an :diesen an geschlossenen Anschluss, 68. -Der Strom in der Induktionsheizvorrichtung 59 folgt be sonders den, leitenden Rippen 70 und indu ziert Heizstrom in den obern Enden der Zähne 57.
Der Strom in den: Zahnkopfteilen verursacht eine Beheizung dieser ereile und die Induktionswirkung des Stromes in den achsialen Rippen ;der Induktionsvorrichtung in der Nähe der Kopfstirnflächen,des betref fenden.
Zahnes unterstützt diese Beheizung. Nach der Beheizung erfolgt :eine Abschrek- kung durch Hindurchleiten :eines Kühlmittels durch Kanäle 71 und durch einen Mantel raum 72 aussen an der Induktionsvoriichtung.
Eine weitere Einrichtung, die der nach Fig. 5 bis 7 ähnlich, jedoch einfacher aus- gestaltet ist, ist in Fig. 8 :dargestellt.
Hier bei wird :das zu erhitzende Rad 73 mit :dem Ende seiner Zähne in leitende Berührung mit einem nach innen ,gelehrten flanschartigen Kranz 74 eines zylindrischen Leiters 75 ge bracht, und wird durch einen obern Leiter 76, der sich auf die andern gegenüberliegen den Zahnenden aufsetzt, mittels eines bei 79 gelagerten.,
mit einer Druckstange 7 7 verbun denen Andrückhebels 78 angepresst. Dem Lei ter 75 wird Strom von den Anschlüssen 80 und 81 aus zugeführt. Dieser Strom fliesst abwärts durch den: zylindrischen Leiter, -der mit Rippen versehen sein kann, und erhitzt den Leiter auf eine ausreichend hohe Tempe ratur, um einen Wärmeübergang auf :die be nachbarten Radzähne durch Strahlung und Leitung zu erzielen. - Der Strom fliesst dann achsial durch :
die Zahnkopfteile, so dass die Widerstandsbeheizung zur Heizung durch Strahlung und Leitung hinzukommt. Die Ge samtwirkung erhöht die Temperatur der äu ssern Zahnenden, rasch genug, um diese auf Härtetemperatur zu bringen, bevor Wärme in grösserer Menge auf die Zahnwurzelteile übergeflossen ist. Das Abschreckungsmittel wird durch Kanäle 82 von einem isolierten Mantel 83 aus zu,den erhitzten Teilen gelei tet.
Der Mantel 83 ist bei 8:4 an eine Zufuhr- l.eitung für das Abschreckmittel angeschlos sen zudenken.
Bei der Einrichtung nach Fig. 8 kann der Leiter<B>7,5</B> mancherlei Formen annehmen, je nach Art der verlangten Arbeit und der Form der Oberflächenzone des Werkstückes. sowie nach Massgabe des verfügbaren Stromes.
Fig. 9 zeigt in etwas grösserem Massstabe eine Abänderung ,des induzierenden Leiters in bezug auf die Einstellung gegenüber den Zähnen eines Rades, die an den Flanken oberflächlich gehärtet werden sollen.
Bei die ser Ausführungsform ist der induzierende Leiter mit abwechselnden, radial verlaufen den Nuten und Rippen ausgestattet. Die Rippen reichen bis zu dem Teilkreis in die Lücke zwischen je zwei Nachbarzähnen des Rades. Die Enden 85 der Rippen sind der Form der Radzähne entsprechend ausgebil det.
Ein Mantelraum 86, der Abschreckflüs- 5igkeit zuführt, hat eine den Rippen entspre chende Form. Die Flüssigkeit fliesst von ihm aus durch Kanäle 87 gegen ,die abzuschrek- kend@en Radzähne. Die Oberflächenzone der Zähne wird bis zu einer Tiefe erhitzt, die durch engere Schraffur und die Linie 88 angedeutet ist.
Der induzierende Strom dringt aber nicht in den K Bernquerschnitt 89 und in die Wurzelteile und beeinträchtigt so mit nicht vorangegangene Vergütungsbe handlungen, die angewendet wurden, um Zähigkeit und Geschmeidigkeit hervorzu rufen. Nach Erreichung der Hä.rtungstempe- ratur wird das Abschreckmittel kräftig gegen die erhitzte Oberfläche gespritzt, während die Energiezufuhr unterbrochen wird.
Bei .der Einrichtung nach Fig. 10 ist die Gestalt der Rippen 90 zwischen Nachbar zähnen eines Rades 91 derart, dass die indu zierten Ströme hauptsächlich in den Zahn flanken fliessen. Hierbei gelangen Flansche 9,21 mit den Endflächen der Zähne in Kon takt, welche Zähne dann den Strom in ent gegengesetzter Richtung leiten, wie die indu zierenden Rippen; hierdurch wird die Behei- zung beträchtlich unterstützt.
Für die Härtung von Rädern mit Innen verzahnung ist, wie ohne weiteres erkennbar, eine induzierende Heizvorrichtung erforder lich, die in das nach innen reichende Vor sprünge aufweisende Werkstück eingeführt werden kann, derart, dass.die .Ströme auf die nach innen gerichteten Vorsprünge wirken.
Nach Erhitzung erfolgt dann wieder in der beschriebenen Weise die Abschreckung. Die Einrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass mit ihr sowohl Innen- wie Aussenzähne eines in der Einrichtung befindlichen Rades nacheinander oder auf einmal gehärtet wer den können.
Method and device for surface hardening of objects provided with protrusions. The invention relates to a method for surface hardening of objects provided with projections. Workpieces of this type are, for example, internally or externally toothed wheels, grooved shafts. Reamers, drills, gun drills and the like.
When hardening the surfaces of such objects, it is often important that both the adjoining surfaces and the core of the part of the object lying under the hardened surface remain softer, since with sufficient toughness and flexibility, and thus resistance to - breakage and Cracks as a result of shocks, vibrations or other causes remain.
With gears, for example, the head height above the pitch circle should be hard in order to resist the scraping effect during rolling and sliding contact with other tooth surfaces, while the metal in the tooth root height below the pitch circle and in the tooth root does not a scraping or abrasive member works together, but is subject to strong bending loads, should remain strong and relatively supple,
in order to rule out breakage, cracks or cracks. Experience has shown that the brittleness of steel increases with hardness, and the greater the brittleness, the more susceptible the metal is to the formation of surface cracks or incipient cracks that finally penetrate far enough into the metal reach in to bring about a complete destruction of the stressed cross-section.
In the known process of gear hardening; either heats the wheels to the required temperature as a whole and frightens the whole gear on it, which, however, led to shrinkage stresses and warping.
But one also heated the teeth individually by exposing them to a flame and then quenching them; In this second process, the heat must necessarily penetrate into areas that should be kept cool so that they retain the strength imparted to them by the previous treatment. In this process, however, the surface metal is also adversely affected by the combustion products.
In order to avoid these disadvantages, the method according to the invention allows the heating current to flow in the projections in such a way that they are only superficially heated to the hardening temperature outside the root parts; then the heated parts are quenched. This gives the projections a higher degree of hardness on the surface than the root parts.
The. Device according to the invention for carrying out the hardening process has an electrical conductor for inducing a heating current in the projections, which is connected to devices for deterring the heated object.
The drawing illustrates several exemplary embodiments of a device for carrying out the method. The sell) st method is also explained using the same example.
1 is a longitudinal section through a device for heating and quenching: the teeth of a gearwheel; Fig. 2 is a. Section along: the line II-II in Fig. 1;
3 is a longitudinal section through a modified form of a device serving the same purpose, namely along the line III-III in FIG. 4; Fig. 4 is a partial cross-section on the line IV-IV in Fig. 3; Fi.g. Fig. 5 is a vertical section through another device;
6 and 7 are sections according to the lines VI-VI respectively. VII VII in Figure 5; Fig. 8 is partly a section and partly an elevation of a variant of the device;
9 is a section, similar to section VI-VT of FIG. 5, of a modified embodiment, and FIG. 10 is a partial view in the direction of arrow Y in FIG. 5 with a further modification of the induction heating device.
The appropriate exposure is through high-frequency induction currents that are generated in the zones to be hardened. The heating can, however, also be brought about by direct passage of currents through: the workpiece through electrically conductive contact between the workpiece and parts of the heating device.
If, in the case of large gears, all working tooth surfaces are hardened at the same time, difficulties can arise as a result of the high energy output required. With the device of FIGS. 1 and 2, the teeth can be successively hardened tet. Here is a wheel 20 that are hardened ge. should, non-rotatably mounted on a shaft 2.1, which is isolated by a sleeve 22 in a cover-like member 2.3.
A structure 24, which is mounted on the same axis as the wheel 2.0, is used for heating. The heating device has conductor bars 25 and 26 which run in the axial direction and are of such a shape that; she with: a certain.
From stood between adjacent teeth of the wheel 20 step. Connection conductors of a high frequency source are connected at 27 and 28. The high-frequency current flows in: this way through the rods 25, 26 and generates heating current by induction in the surface zones of the tooth flanks, which are in the immediate vicinity of the rods, but outside the root parts of the teeth.
A jacket 29, which encloses the space occupied by the wheel, is insulated from the conductor bars by rings 30, 31. Immediately after a sufficiently high temperature is reached, an Abachreekflü.ssigkeit through pipelines., Which at 32 and 33 (Fig. 1). are connected, firmly inserted into the encased space.
As a result, the heated surface is completely flooded and quenched; Channels 34 allow the quenchant to flow. After cooling down is sufficient: The inflow of the sealing agent is interrupted.
The cover 212 with the shaft 21 and the wheel 20 is pulled back so far that the ends of the conductor are free of the teeth, and it is then rotated, so that the conductors come to love the next tooth gap. Here on the cover and the wheel are pushed forward again and the described process is repeated so that the flanks of the neighboring teeth are hardened. Through repeated implementation of the process who hardened the flanks of all teeth.
By increasing the number of conductor bars, several tooth flanks can be hardened at the same time. In the case of small or larger gears, if enough heating energy is available, enough rods can be used that all teeth can be heated at the same time. The aim is to heat the various teeth as evenly as possible.
With small teeth the quenching can take place while the conductor bars are still in the heating position, so that the tooth surfaces and the heating bars are quenched at the same time.
But it can also easily be ensured that the heating device 24 with the conductor bars 25 and 2, 6 is removed, for example by quickly pulling the device out of its position by springs or quick-acting lever arrangements attack the protruding part of the device 24. After pulling back the ladder from the tooth gaps, the heated surfaces can be quickly and vigorously quenched.
If the wheel teeth are very large or the available energy is insufficient to heat more than one tooth surface or a pair of tooth surfaces at once, a device according to FIGS. 3 and 4 can also be used. Here, a gear 3.5 is attached to a shaft 36 which is coupled to the tube 39 by gears 37 and 38 on which the inducing conductor bars are seated. Locking devices, e.g. B. a spring-loaded locking tooth 40, hold the wheels in such a position that a ladder bar 40 'lies in the middle of the gap between two adjacent teeth 41 and 42.
If a conductor bar 40 'is in this position, see FIG. 4, high-frequency current is allowed to flow through it, which generates currents of sufficient density in the neighboring zones of teeth 41 and 42 outside the root parts, so that they reach the hardening temperature on the surface .
A deterrent is then passed out of the tube 39 through channels 43 my insulated arm star 44, as well as further channels 45 in the conductor bars against the heated surface of the teeth. A non-rotatable tube 46, open on one side, inside the tube 39 prevents the detergent from flowing into channels other than those which lead to the heated tooth surfaces and the neighboring area.
If a pair of toothed surfaces is hardened in this way, the gear 3.5 is brought together by the described gear. with .der group of inducing bars rider rotated until the next ladder bar, e.g.
B. 47, has got into the neighboring tooth gap 48, whereupon as the one locking tooth 40 causes a lock until the heating process for this readjustment is carried out. Contacts that work together with brushes 5'0 and 51 when these conductor bars are in the heating position ensure that the stimulus current can only flow through the conductor in the working position.
It is clear that with a relatively limited energy source and with large peripheral teeth, one is also able to heat only one tooth surface at a time instead of two opposing surfaces. To accomplish this, the heater is designed and set so that it comes in close proximity to only one tooth surface and is far enough from the opposite surface so that it cannot in any way detrimentally heat it.
For the rapid surface hardening of the tooth tips of small gears, if there is enough energy available to heat the tooth surface of all teeth at the same time, the device according to FIGS. 5 to 7 is advantageously used. The wheel 52s to be heated is placed on a conductive base 53,
.which in turn is carried by the support 54 and is isolated from it at 55. The rim part 5.6 of the base is notched so that the suitably rounded ends of the teeth 57 come into conductive contact with these notches. A cover 58: which is connected to an outer inducing part 59 also has a grooved rim part 60 which receives the opposite ends of the teeth.
The cover 58 is insulated from: an extension 61 of the base 53 by: a sleeve 62. A gap 6, 3 is provided between the inducing conductor 59 and this cover;
the two parts mentioned are only in electrical connection by means of an annular contact surface at 64. If a toothed wheel is placed between the base and the cover, then all of the contact surfaces, including the surface 64, are brought into good contact by means of a pressure piston 65. The latter exerts a downward pressure and acts via an insulating intermediate layer 66.
Are the parts according to Fi.g. 5 and 7 are built together and kept in contact with one another by strong pressure, high-frequency current is supplied via the connecting lines 67 and 68. Assuming that the current enters at 67, from here it goes up through conductor 59 and cover 58, which distributes it evenly, and down through the head parts of the teeth:
of the wheel 57 can flow, the teeth serving as a conductor to the base 53. From the base, the current goes up through the extension 61 into the contact body 69 and into the: this closed connection, 68. -The current in the induction heating device 59 follows the conductive ribs 70 and induces heating current in the upper ends of the Teeth 57.
The current in the tooth head parts causes heating of these overtakes and the induction effect of the current in the axial ribs; the induction device near the head end faces of the person in question.
Zahnes supports this heating. After the heating, there is: a quenching by passing through: a coolant through channels 71 and through a jacket space 72 on the outside of the induction device.
Another device, which is similar to that according to FIGS. 5 to 7, but has a simpler design, is shown in FIG.
Here at: the wheel to be heated 73 with: the end of its teeth in conductive contact with an inward, learned flange-like ring 74 of a cylindrical conductor 75 ge, and is brought by an upper conductor 76, which is on the other opposite tooth ends touches down, by means of one stored at 79.,
with a push rod 7 7 verbun which pressure lever 78 pressed. The conductor 75 is supplied with power from the terminals 80 and 81. This current flows downwards through the: cylindrical conductor, which can be provided with ribs, and heats the conductor to a temperature high enough to achieve a heat transfer to: the adjacent gear teeth by radiation and conduction. - The current then flows axially through:
the tooth tip parts, so that resistance heating is added to heating by radiation and conduction. The overall effect increases the temperature of the outer tooth ends, quickly enough to bring them to the hardening temperature before a large amount of heat has flowed onto the tooth root parts. The detergent is led through channels 82 from an insulated jacket 83 to the heated parts.
At 8: 4, the jacket 83 is to be thought of as being connected to a supply line for the quenchant.
In the device of FIG. 8, the conductor 7.5 can take various forms, depending on the type of work required and the shape of the surface area of the workpiece. as well as depending on the available electricity.
9 shows, on a somewhat larger scale, a modification of the inducing conductor with respect to the setting with respect to the teeth of a wheel, which are to be hardened on the surface on the flanks.
In this embodiment, the inducing conductor is equipped with alternating, radially extending grooves and ribs. The ribs reach up to the pitch circle in the gap between each two neighboring teeth of the wheel. The ends 85 of the ribs are designed according to the shape of the wheel teeth.
A jacket space 86, which supplies quenching liquid, has a shape corresponding to the ribs. The liquid flows out of it through channels 87 against the wheel teeth which are to be disconnected. The surface zone of the teeth is heated to a depth that is indicated by narrower hatching and the line 88.
The inducing current, however, does not penetrate into the K Bern cross section 89 and into the root parts and thus interferes with unprecedented remuneration treatments that were used to produce toughness and suppleness. After the hardening temperature has been reached, the quenchant is sprayed vigorously against the heated surface, while the energy supply is interrupted.
In the case of the device according to FIG. 10, the shape of the ribs 90 between adjacent teeth of a wheel 91 is such that the induced currents mainly flow in the tooth flanks. Here, flanges 9.21 come into contact with the end faces of the teeth, which teeth then conduct the current in the opposite direction, such as the inductive ribs; this supports the heating considerably.
For the hardening of gears with internal teeth, as can be seen without further ado, an inducing heating device is required, which can be inserted into the inwardly reaching workpiece, which has projections, such that the currents act on the inwardly directed projections.
After heating, the quenching then takes place again in the manner described. The device can also be designed in such a way that both internal and external teeth of a wheel located in the device can be hardened one after the other or all at once.