專利名稱：用于感應(yīng)加熱旋轉(zhuǎn)對稱的部件的裝置及其方法
用于感應(yīng)加熱旋轉(zhuǎn)對稱的部件的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加熱工件旋轉(zhuǎn)對稱的殼體表面的至少一個軸向區(qū)段的裝置 以及一種相應(yīng)的方法。
由現(xiàn)有技術(shù)已知輥底式爐(Rollenherdofen)，其中，尤其是待透硬淬火(durchhSrten)的工件，例如滾動軸承套圈沿縱向通過火爐，并且此外在此以預(yù)先給定的 方式方法加熱。跟隨在加熱之后的淬火如愿地進(jìn)行例如馬氏體的透硬淬火。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于加熱至少工件表層的裝置以及 一種相應(yīng)的方法。
按照權(quán)利要求1，一種用于加熱工件旋轉(zhuǎn)對稱的殼體表面的至少一個軸向區(qū)段的 裝置包括以下特征
-可以使工件繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)器件，以及
-一個感應(yīng)器，其至少在一個為了與所述區(qū)段相對置而設(shè)置的區(qū)域內(nèi)的軸向長度 小于所述區(qū)段的軸向長度，該感應(yīng)器具有一個為了與所述區(qū)段相隔一定距離地相對置而 設(shè)計的部位，并且該感應(yīng)器設(shè)計為可以這樣運(yùn)動，即，使得與所述區(qū)段間隔一定距離的 所述部位可以沿所述區(qū)段的縱向輪廓移動。
在迄今已知的感應(yīng)淬火法中，通常是環(huán)狀的感應(yīng)線圈沿軸向駛過待淬火的圓柱 體形環(huán)件(進(jìn)給法)或者將一個按照待淬火環(huán)件的輪廓成型的感應(yīng)環(huán)狀線圈布置在待淬火 環(huán)件的外表面或內(nèi)表面上(整體表面淬火)。在此，必須各自保持有一個與頻率有關(guān)的耦 合距離(Kopplungsabstand)，以便在待淬火環(huán)件的表層中進(jìn)行充分的渦流感應(yīng)。在此，感 應(yīng)環(huán)狀線圈和待淬火的環(huán)件同中心地布置。若在一些特定種類的帶有非圓柱體形輪廓的 待淬火環(huán)件中，輪廓的改變大于耦合距離，并且由于待淬火環(huán)件上的邊緣和側(cè)凹而不能 使用感應(yīng)環(huán)狀線圈的軸向方法，則目前不考慮使用剛性的感應(yīng)環(huán)狀線圈。用按本發(fā)明的 裝置有利地克服了上述局限。在此，在按本發(fā)明的裝置中實(shí)現(xiàn)尤其通過數(shù)控的控制裝置 以一定距離沿縱向輪廓的移動。
此外，在一種實(shí)施形式中，有利地也不進(jìn)行透硬淬火，而是只將表層隨之通過 相應(yīng)的加熱淬火，使得除了相比透硬淬火縮短了淬火時間之外，還保持了工件核心較高 的韌性，并且因此相比透硬淬火特別環(huán)保地還減少了能量消耗。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由以下參照附圖
對本發(fā)明實(shí)施例的闡述中得出ο
作為本發(fā)明的一種實(shí)施例，附圖以原理簡圖的形式示出了一種用于淬火圓錐滾 子軸承外圈10的圓錐滾子的滾動表面12的表層狀區(qū)域的裝置。在此，圓錐滾子軸承外 圈10這樣布置在該裝置中，使得其旋轉(zhuǎn)軸線18大約垂直地定向。此外，該裝置以未進(jìn) 一步示出的方式方法包括旋轉(zhuǎn)器件，通過該旋轉(zhuǎn)器件，圓錐滾子軸承外圈10在表層淬火 時繞其旋轉(zhuǎn)軸線18足夠快地轉(zhuǎn)動，從而在加熱時實(shí)現(xiàn)在滾動表面12周向上的均勻加熱。
此外，該裝置包括一個單圈環(huán)狀的感應(yīng)器20。感應(yīng)器20在此這樣設(shè)計，使得其 外徑小于(包括所述圓錐滾子軸承外圈10在內(nèi)的)不同尺寸的各種圓錐滾子軸承外圈類 型部件的最小內(nèi)徑。為了加熱圓錐滾子軸承外圈10的滾動表面12，給感應(yīng)器20通入相應(yīng)的電流，使其按照圖中畫出的傾斜箭頭從下向上運(yùn)動。
在此，環(huán)狀的感應(yīng)器20以其主軸線28相對于圓錐滾子軸承外圈10的旋轉(zhuǎn)軸線 18平行地并且同時間隔地布置，使得感應(yīng)器20具有一個以給定的、尤其是最小的間距與 滾動表面12相對置的周向部位22。為了加熱，該周向部位22在此以相對滾動表面12保 持不變的間距沿著滾動表面12的輪廓按照圖中畫出的箭頭方向從下向上運(yùn)動。
淬火裝置30相應(yīng)于所述周向部位22的運(yùn)動跟隨感應(yīng)器20的所述周向部位22， 其中，淬火裝置30布置在感應(yīng)器20之下，并且例如用聚合物_/水混合物進(jìn)行淬火，或 用氣體_/液體混合物進(jìn)行噴淋淬火，以便在加熱之后對相應(yīng)的滾動表面區(qū)段淬火，并因 此如愿地硬化。由于圓錐滾子軸承外圈10的大約垂直定向的旋轉(zhuǎn)軸線18以及淬火裝置 30在感應(yīng)器20下方的布置，例如通過流下來的淬火流體有利地防止了滾動表面12仍待加 熱或待淬火的上部區(qū)域被不期望地冷卻。
例如為了達(dá)到預(yù)先給定的硬度深度分布(HSrietiefenverlauf)，可以在圓錐滾子軸承外圈10的外殼表面上設(shè)置一個冷卻裝置40，其水平地布置在大約相當(dāng)于感應(yīng)器20的 所述周向部位22的高度上，并且在加熱時與所述周向部位22的運(yùn)動同步地按照圖中畫出 的箭頭方向從下向上運(yùn)動以便同時冷卻外殼。
在另一種實(shí)施形式中，尤其為了控制或調(diào)節(jié)感應(yīng)器20的位置和/或控制或調(diào)節(jié) 其在圓錐滾子軸承外圈10的特定部位上的感應(yīng)效率可以設(shè)置溫度測量器件，該溫度測量 器件的聯(lián)網(wǎng)測量結(jié)果用作所述控制或調(diào)節(jié)的輸入值。
在此，用前述的裝置可以有利地實(shí)現(xiàn)，用同一個裝置淬火硬化幾百種不同尺寸 和構(gòu)造的、直徑在200至600mm之間的圓錐滾子軸承套圈。此外，當(dāng)然也可以根據(jù)各種 圓錐滾子軸承套圈從有限的成套裝置中選擇尺寸合適的感應(yīng)器。
在另一種實(shí)施形式中，當(dāng)然也可以淬火硬化更復(fù)雜的縱向輪廓，例如一種眾所 周知在兩個軸向端部帶有一種邊緣的圓錐滾子軸承內(nèi)圈的外殼。在此，感應(yīng)器的所述周 向部位徑向向外地布置在圓錐滾子軸承內(nèi)圈的外殼上，并且與圓錐滾子軸承內(nèi)圈的外殼 有一定距離地沿著該輪廓通過數(shù)控控制運(yùn)動。此外，該裝置當(dāng)然也可以包括用于工件的 固定裝置，從而在淬火時有利地防止工件變形。
權(quán)利要求
1.一種用于加熱工件旋轉(zhuǎn)對稱的殼體表面的至少一個軸向區(qū)段的裝置，包括以下特征-可以使工件繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)器件，以及-一個感應(yīng)器，其至少在一個為了與所述區(qū)段相對置而設(shè)置的區(qū)域內(nèi)的軸向長度小于 所述區(qū)段的軸向長度，該感應(yīng)器具有一個為了與所述區(qū)段相隔一定距離地相對置而設(shè)的 部位，該感應(yīng)器設(shè)計為可以這樣運(yùn)動，即，使得與所述區(qū)段間隔一定距離的所述部位可 以沿所述區(qū)段的縱向輪廓移動。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述感應(yīng)器設(shè)計為環(huán)狀。
3.按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述感應(yīng)器設(shè)計為單圈的感應(yīng)線圈。
4.按權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其中，通過所述旋轉(zhuǎn)器件，所述工件可以繞其 大約垂直定向的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。
5.按權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，其中，所述感應(yīng)器可以這樣運(yùn)動，使得該運(yùn)動 由一個沿旋轉(zhuǎn)軸線方向的任一分量和一個垂直于該旋轉(zhuǎn)軸線方向的分量組合而成。
6.按權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其中，所述用于加熱的感應(yīng)器設(shè)計為可以帶有 沿垂直方向的運(yùn)動分量地從下向上運(yùn)動。
7.按權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其中，所述裝置包括一個淬火裝置，其可以跟 隨所述感應(yīng)器的所述部位的運(yùn)動相應(yīng)地運(yùn)動。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述淬火裝置布置在所述感應(yīng)器的下方。
9.按權(quán)利要求1至8之一所述的裝置，其中，所述工件是空心的，并且用一個可以相 應(yīng)于所述感應(yīng)器的所述部位運(yùn)動的冷卻裝置冷卻在所述工件壁另一側(cè)上與各個被加熱的 殼體表面區(qū)域相對置的殼體表面區(qū)域。
10.按權(quán)利要求1至9之一所述的裝置，其中，所述區(qū)段不是圓柱面形。
11.按權(quán)利要求1至10之一所述的裝置，其中，所述區(qū)段呈截錐面狀。
12.按權(quán)利要求1至11之一所述的裝置，其中，所述區(qū)段屬于所述工件的外殼表面。
13.按權(quán)利要求1至11之一所述的裝置，其中，所述區(qū)段屬于空心圓柱體形工件的內(nèi) 殼表面，并且所述感應(yīng)器具有直徑小于該區(qū)段的外殼表面。
14.按權(quán)利要求1至13之一所述的裝置，其中，所述區(qū)段屬于圓錐滾子軸承的內(nèi)部或 外部滾道元件的滾動表面區(qū)域。
15.一種用于加熱工件旋轉(zhuǎn)對稱的殼體表面的至少一個軸向區(qū)段的方法，其包括下列 步驟-使所述工件繞其旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，并且-使一個感應(yīng)器以一個與所述區(qū)段間隔一定距離地相對置的部位，沿所述區(qū)段的縱向 輪廓與該區(qū)段間隔一定距離地移動，其中，該感應(yīng)器至少在一個與所述區(qū)段相對置的區(qū) 域內(nèi)的沿軸向的軸向長度小于所述區(qū)段的軸向長度。
16.按權(quán)利要求15所述的方法，其中，使所述工件繞其大約垂直定向的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。
17.按權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，所述感應(yīng)器這樣運(yùn)動，即，使得該運(yùn)動 由一個沿旋轉(zhuǎn)軸線方向的任一分量和一個垂直于該旋轉(zhuǎn)軸線方向的分量組合而成。
18.按權(quán)利要求15至17之一所述的方法，其中，所述用于加熱的感應(yīng)器帶有沿垂直方向的運(yùn)動分量地從下向上運(yùn)動。
19.按權(quán)利要求15至18之一所述的方法，其中，所述裝置包括一跟隨所述感應(yīng)器的 所述部位的運(yùn)動相應(yīng)運(yùn)動的淬火裝置。
20.按權(quán)利要求15至19之一所述的方法，其中，所述工件是空心的，并且用一個相 應(yīng)于所述感應(yīng)器的所述部位運(yùn)動的冷卻裝置冷卻一在所述工件壁另一側(cè)上與所述各個被 加熱的殼體表面區(qū)域相對置的殼體表面區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加熱工件旋轉(zhuǎn)對稱的殼體表面的至少一個軸向區(qū)段的裝置，其包括可以使工件繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)器件，和一個感應(yīng)器，其至少在一個與所述區(qū)段相對置的區(qū)域內(nèi)的軸向長度小于所述區(qū)段的軸向長度，該感應(yīng)器具有一個與所述區(qū)段相隔一定距離地相對置的部位，并且該感應(yīng)器設(shè)計為可以這樣運(yùn)動，使得與所述區(qū)段間隔一定距離的所述部位可以沿所述區(qū)段的縱向輪廓移動。優(yōu)選地，所述區(qū)段呈截錐殼狀，并且所述工件是圓錐滾子球軸承的一部分。
文檔編號C21D1/10GK102027141SQ200980117486
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者邁克爾·瓊, 馬科·博特肯 申請人:Skf公司