专利名称：用于感应加热旋转对称的部件的装置及其方法
用于感应加热旋转对称的部件的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加热工件旋转对称的壳体表面的至少一个轴向区段的装置 以及一种相应的方法。
由现有技术已知辊底式炉(Rollenherdofen)，其中，尤其是待透硬淬火(durchhSrten)的工件，例如滚动轴承套圈沿纵向通过火炉，并且此外在此以预先给定的 方式方法加热。跟随在加热之后的淬火如愿地进行例如马氏体的透硬淬火。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于加热至少工件表层的装置以及 一种相应的方法。
按照权利要求1，一种用于加热工件旋转对称的壳体表面的至少一个轴向区段的 装置包括以下特征
-可以使工件绕其旋转轴线旋转的旋转器件，以及
-一个感应器，其至少在一个为了与所述区段相对置而设置的区域内的轴向长度 小于所述区段的轴向长度，该感应器具有一个为了与所述区段相隔一定距离地相对置而 设计的部位，并且该感应器设计为可以这样运动，即，使得与所述区段间隔一定距离的 所述部位可以沿所述区段的纵向轮廓移动。
在迄今已知的感应淬火法中，通常是环状的感应线圈沿轴向驶过待淬火的圆柱 体形环件(进给法)或者将一个按照待淬火环件的轮廓成型的感应环状线圈布置在待淬火 环件的外表面或内表面上(整体表面淬火)。在此，必须各自保持有一个与频率有关的耦 合距离(Kopplungsabstand)，以便在待淬火环件的表层中进行充分的涡流感应。在此，感 应环状线圈和待淬火的环件同中心地布置。若在一些特定种类的带有非圆柱体形轮廓的 待淬火环件中，轮廓的改变大于耦合距离，并且由于待淬火环件上的边缘和侧凹而不能 使用感应环状线圈的轴向方法，则目前不考虑使用刚性的感应环状线圈。用按本发明的 装置有利地克服了上述局限。在此，在按本发明的装置中实现尤其通过数控的控制装置 以一定距离沿纵向轮廓的移动。
此外，在一种实施形式中，有利地也不进行透硬淬火，而是只将表层随之通过 相应的加热淬火，使得除了相比透硬淬火缩短了淬火时间之外，还保持了工件核心较高 的韧性，并且因此相比透硬淬火特别环保地还减少了能量消耗。
本发明的其它优点、特征和细节由以下参照附图
对本发明实施例的阐述中得出ο
作为本发明的一种实施例，附图以原理简图的形式示出了一种用于淬火圆锥滚 子轴承外圈10的圆锥滚子的滚动表面12的表层状区域的装置。在此，圆锥滚子轴承外 圈10这样布置在该装置中，使得其旋转轴线18大约垂直地定向。此外，该装置以未进 一步示出的方式方法包括旋转器件，通过该旋转器件，圆锥滚子轴承外圈10在表层淬火 时绕其旋转轴线18足够快地转动，从而在加热时实现在滚动表面12周向上的均勻加热。
此外，该装置包括一个单圈环状的感应器20。感应器20在此这样设计，使得其 外径小于(包括所述圆锥滚子轴承外圈10在内的)不同尺寸的各种圆锥滚子轴承外圈类 型部件的最小内径。为了加热圆锥滚子轴承外圈10的滚动表面12，给感应器20通入相应的电流，使其按照图中画出的倾斜箭头从下向上运动。
在此，环状的感应器20以其主轴线28相对于圆锥滚子轴承外圈10的旋转轴线 18平行地并且同时间隔地布置，使得感应器20具有一个以给定的、尤其是最小的间距与 滚动表面12相对置的周向部位22。为了加热，该周向部位22在此以相对滚动表面12保 持不变的间距沿着滚动表面12的轮廓按照图中画出的箭头方向从下向上运动。
淬火装置30相应于所述周向部位22的运动跟随感应器20的所述周向部位22， 其中，淬火装置30布置在感应器20之下，并且例如用聚合物_/水混合物进行淬火，或 用气体_/液体混合物进行喷淋淬火，以便在加热之后对相应的滚动表面区段淬火，并因 此如愿地硬化。由于圆锥滚子轴承外圈10的大约垂直定向的旋转轴线18以及淬火装置 30在感应器20下方的布置，例如通过流下来的淬火流体有利地防止了滚动表面12仍待加 热或待淬火的上部区域被不期望地冷却。
例如为了达到预先给定的硬度深度分布(HSrietiefenverlauf)，可以在圆锥滚子轴承外圈10的外壳表面上设置一个冷却装置40，其水平地布置在大约相当于感应器20的 所述周向部位22的高度上，并且在加热时与所述周向部位22的运动同步地按照图中画出 的箭头方向从下向上运动以便同时冷却外壳。
在另一种实施形式中，尤其为了控制或调节感应器20的位置和/或控制或调节 其在圆锥滚子轴承外圈10的特定部位上的感应效率可以设置温度测量器件，该温度测量 器件的联网测量结果用作所述控制或调节的输入值。
在此，用前述的装置可以有利地实现，用同一个装置淬火硬化几百种不同尺寸 和构造的、直径在200至600mm之间的圆锥滚子轴承套圈。此外，当然也可以根据各种 圆锥滚子轴承套圈从有限的成套装置中选择尺寸合适的感应器。
在另一种实施形式中，当然也可以淬火硬化更复杂的纵向轮廓，例如一种众所 周知在两个轴向端部带有一种边缘的圆锥滚子轴承内圈的外壳。在此，感应器的所述周 向部位径向向外地布置在圆锥滚子轴承内圈的外壳上，并且与圆锥滚子轴承内圈的外壳 有一定距离地沿着该轮廓通过数控控制运动。此外，该装置当然也可以包括用于工件的 固定装置，从而在淬火时有利地防止工件变形。
权利要求
1.一种用于加热工件旋转对称的壳体表面的至少一个轴向区段的装置，包括以下特征-可以使工件绕其旋转轴线旋转的旋转器件，以及-一个感应器，其至少在一个为了与所述区段相对置而设置的区域内的轴向长度小于 所述区段的轴向长度，该感应器具有一个为了与所述区段相隔一定距离地相对置而设的 部位，该感应器设计为可以这样运动，即，使得与所述区段间隔一定距离的所述部位可 以沿所述区段的纵向轮廓移动。
2.按权利要求1所述的装置，其中，所述感应器设计为环状。
3.按权利要求1或2所述的装置，其中，所述感应器设计为单圈的感应线圈。
4.按权利要求1至3之一所述的装置，其中，通过所述旋转器件，所述工件可以绕其 大约垂直定向的旋转轴线转动。
5.按权利要求1至4之一所述的装置，其中，所述感应器可以这样运动，使得该运动 由一个沿旋转轴线方向的任一分量和一个垂直于该旋转轴线方向的分量组合而成。
6.按权利要求1至5之一所述的装置，其中，所述用于加热的感应器设计为可以带有 沿垂直方向的运动分量地从下向上运动。
7.按权利要求1至6之一所述的装置，其中，所述装置包括一个淬火装置，其可以跟 随所述感应器的所述部位的运动相应地运动。
8.按权利要求7所述的装置，其中，所述淬火装置布置在所述感应器的下方。
9.按权利要求1至8之一所述的装置，其中，所述工件是空心的，并且用一个可以相 应于所述感应器的所述部位运动的冷却装置冷却在所述工件壁另一侧上与各个被加热的 壳体表面区域相对置的壳体表面区域。
10.按权利要求1至9之一所述的装置，其中，所述区段不是圆柱面形。
11.按权利要求1至10之一所述的装置，其中，所述区段呈截锥面状。
12.按权利要求1至11之一所述的装置，其中，所述区段属于所述工件的外壳表面。
13.按权利要求1至11之一所述的装置，其中，所述区段属于空心圆柱体形工件的内 壳表面，并且所述感应器具有直径小于该区段的外壳表面。
14.按权利要求1至13之一所述的装置，其中，所述区段属于圆锥滚子轴承的内部或 外部滚道元件的滚动表面区域。
15.一种用于加热工件旋转对称的壳体表面的至少一个轴向区段的方法，其包括下列 步骤-使所述工件绕其旋转轴线转动，并且-使一个感应器以一个与所述区段间隔一定距离地相对置的部位，沿所述区段的纵向 轮廓与该区段间隔一定距离地移动，其中，该感应器至少在一个与所述区段相对置的区 域内的沿轴向的轴向长度小于所述区段的轴向长度。
16.按权利要求15所述的方法，其中，使所述工件绕其大约垂直定向的旋转轴线转动。
17.按权利要求15或16所述的方法，其中，所述感应器这样运动，即，使得该运动 由一个沿旋转轴线方向的任一分量和一个垂直于该旋转轴线方向的分量组合而成。
18.按权利要求15至17之一所述的方法，其中，所述用于加热的感应器带有沿垂直方向的运动分量地从下向上运动。
19.按权利要求15至18之一所述的方法，其中，所述装置包括一跟随所述感应器的 所述部位的运动相应运动的淬火装置。
20.按权利要求15至19之一所述的方法，其中，所述工件是空心的，并且用一个相 应于所述感应器的所述部位运动的冷却装置冷却一在所述工件壁另一侧上与所述各个被 加热的壳体表面区域相对置的壳体表面区域。
全文摘要
本发明涉及一种用于加热工件旋转对称的壳体表面的至少一个轴向区段的装置，其包括可以使工件绕其旋转轴线旋转的旋转器件，和一个感应器，其至少在一个与所述区段相对置的区域内的轴向长度小于所述区段的轴向长度，该感应器具有一个与所述区段相隔一定距离地相对置的部位，并且该感应器设计为可以这样运动，使得与所述区段间隔一定距离的所述部位可以沿所述区段的纵向轮廓移动。优选地，所述区段呈截锥壳状，并且所述工件是圆锥滚子球轴承的一部分。
文档编号C21D1/10GK102027141SQ200980117486
公开日2011年4月20日 申请日期2009年3月11日 优先权日2008年3月14日
发明者迈克尔·琼, 马科·博特肯 申请人:Skf公司