(57)【要約】【課題】コイルばね、特に弁ばねを誘電加熱して、次いで急冷による硬化を行うための方法および装置を改良する。【解決手段】コイルばねを、個別に位置固定し、回動駆動して電磁的な交番磁界を通して案内するようにして、さらに、コイルばねのために非磁性の個別のホルダ（２９）が設けられており、該ホルダ（２９）が、回動駆動可能であり、インダクタアッセンブリの電磁的な交番磁界を連続して通過可能であるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルばね、特に弁ばねを誘電加熱して、次いで急冷による硬化を行うための方法において、コイルばねを、個別に位置固定し、回動駆動して電磁的な交番磁界を通して案内することを特徴とする、コイルばねを誘導加熱するための方法。
【請求項２】
コイルばね、特に弁ばねを誘電加熱して、次いで急冷による硬化を行うための装置において、コイルばねのために非磁性の個別のホルダ（２９）が設けられており、該ホルダ（２９）が、回動駆動可能であり、インダクタアッセンブリの電磁的な交番磁界を連続して通過可能であることを特徴とする、コイルばねを誘導加熱するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総じて調質と呼ばれる、コイルばね、特に弁ばねを誘導加熱して、次いで急冷により硬化を行い、続いて改めて加熱することにより焼戻しするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄から成る構成部材の誘導加熱時に、次いで急冷により硬化するために、電磁的な交番磁界により、８５０〜１０００℃で迅速に再現可能な加熱が行われ、これによってオーステナイト（γ鉄）が製造される。続いて、２５０℃以下まで迅速に急冷すると、γ鉄はマルテンサイトに変態する。つまり、炭素原子は結果として均一に配分されたα鉄で固定する。この場合、鉄の変態、つまり硬化は、冷却速度にも左右される。硬化後には、通常、新たに加熱が行われ、温度は保持され、つまり３７０〜５００℃の焼戻し温度での焼戻しのことである。
【０００３】
コイルばね、特に弁ばねの形をした構成部材の場合には、材料表面全体に確実に誘導加熱を施すことは困難である。
【０００４】
国際公開第２００５０８１５８６号パンフレットから、コイルばねを誘導加熱するための方法が公知である。この方法では、水平な中心軸線を持つように置かれているコイルばねが、ステップコンベヤによる非連続的な運動で、上方へと環状に閉鎖された誘電コイルを通って案内される。
【特許文献１】国際公開第２００５０８１５８６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のコイルばね、特に弁ばねを誘電加熱して、次いで急冷による硬化を行うための方法および装置を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために本発明の方法では、総じて調質と呼ばれる、コイルばね、特に弁ばねを誘導加熱して、次いで急冷により硬化を行い、続いて改めて加熱することにより焼戻しするために、コイルばねを個別に位置固定し、回動駆動させて電磁的に交番磁界を通して案内するようにした。さらに前記課題を解決するために本発明の構成では、コイルばねのために非磁性の個別のホルダが設けられていて、これらのコイルばねが、回動駆動可能であって、インダクタアッセンブリの電磁的な交番磁界を連続して通過可能であるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による実施態様では、特に、複数のコイルばねを、上下に平行な中心軸線で、直線状で電磁的な交番磁界を通して案内することが提案されている。さらに、コイルばねを、ほぼ水平な中心軸線で、主に鉛直な経路を電磁的な交番磁界を通して案内する。
【０００８】
特に、コイルばねを位置固定して、回動駆動するために、個別にスピンドルに被装することが提案されている。この場合、スピンドルはエンドレスなループを、主として鉛直な運動平面で案内する。
【０００９】
コイルばねのスピンドルへの載置時に、回動駆動されたスピンドルが、コイルばねをスリップフリーで連行する一方で、コイルばねのスピンドルからの簡単な離脱を、たとえばスピンドルの、水平位置から下方に向いた垂直位置への周り旋回だけで保証したい。この機能は、力接続（摩擦）、つまり力が伝達されるような接続よっても、形状接続（連行体）によっても保証できる。
【００１０】
誘導加熱されるコイルばねの有利な誘導加熱および急冷を考慮しての方法実施に関連して、以下の提案、つまり、
交番磁界を２０〜３００ｋＨｚの周波数で形成し、
この交番磁界を、７０〜１２０ｋＷ、特に約１００ｋＷの出力で形成し、
コイルばねを４〜１２秒間、交番磁界にさらし、
縁部層において、コイルばねを、８５０℃以上の温度に加熱し、次いで２５０℃以下の温度に急冷するか、または、
コイルばねを、８５０℃以上の温度に一貫して加熱し、次いで２５０℃以下の温度に急冷する、
という提案をする。この場合、急冷は、たとえば適当な急冷媒体を有する急冷槽内で行うことができる。
【００１１】
本発明に係るコイルばねを誘導加熱するための方法は、コイルばねを、個別に位置固定し、回動駆動して電磁的な交番磁界を通して案内することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る方法は、有利には、複数のコイルばねを、上下に平行な中心軸線をもって直線状で電磁的な交番磁界を案内する。
【００１３】
本発明に係る方法は、有利には、前記コイルばねを、ほぼ水平な中心軸線をもって、主として鉛直な経路で電磁的な交番磁界を案内する。
【００１４】
本発明に係る方法は、有利には、前記コイルばねを、位置固定および回動駆動させるために個別にスピンドルに被装する。
【００１５】
本発明に係る方法は、有利には、スピンドルを、エンドレスなループ内を、主として鉛直な運動平面で案内する。
【００１６】
本発明に係る方法は、有利には、交番磁界を、２０〜３００ｋＨｚの周波数で発生させる。
【００１７】
本発明に係る方法は、有利には、交番磁界を、７０〜１２０ｋＷの出力で形成する。
【００１８】
本発明に係る方法は、有利には、コイルばねを、４〜１２秒間、交番磁界にさらす。
【００１９】
本発明に係る方法は、有利には、コイルばねを、縁部層において８５０℃以上の温度に加熱し、次いで２５０℃以下の温度に急冷する。
【００２０】
本発明に係る方法は、有利には、コイルばねを、一貫して８５０℃以上の温度に加熱し、次いで２５０℃以下の温度に急冷する。
本発明は、コイルばね、特に弁ばねを誘導加熱して、次いで急冷により硬化して、次いで新たな加熱（調質）による焼戻しをするための装置であって、コイルばねのために非磁性の個別のホルダが設けられており、該ホルダが、回動駆動可能であり、インダクタアッセンブリの電磁的な交番磁界を連続して通過可能である形式のものを含む。この場合、ホルダは、回動駆動可能なスピンドルを有していて、これらのスピンドルは、互いに平行に交番磁界を通って案内可能である。
【００２１】
ホルダがエンドレスなリンクベルトのリンク上に配置されていると、特に有利である。さらに、ホルダに、歯車または摩擦ローラが配置されていることが提案される。歯車または摩擦ローラは、リンクベルトに対して長手方向でインダクタアッセンブリの外側に案内されている、エンドレスな歯付きベルトまたは摩擦ベルトによって駆動可能である。有利な構成では、スピンドルは、非磁性で導電性ではない材料、特に石英ガラスから成っている。
【００２２】
コイルばねを案内するための前記構成に実質的に関連して、インダクタアッセンブリの構成は、コイルばねの運動経路に対して垂直な断面、つまり特に水平な断面においてＵ字形の構成であり、この場合、「Ｕ」という字の開放した脚部の間にホルダのスピンドルが、両脚部に対して同じ間隔をもって達する。非導電性の材料もしくは絶縁材料から成る、スピンドルとホルダとに対してインダクタアッセンブリが十分な間隔を有していると、故障要因は排除される。この故障要因は、所望の交番磁界に不都合に作用する恐れがある。コイルばねの、交番磁界を通る経路での均一で比較的迅速な回動は、一貫した加熱で全表面を均一に加熱することを保証する。
【００２３】
本発明に係るコイルばねを誘導加熱するための装置は、コイルばねのために非磁性の個別のホルダが設けられており、該ホルダが、回動駆動可能であり、インダクタアッセンブリの電磁的な交番磁界を連続して通過可能であることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る装置は、有利には、前記ホルダが、回動駆動可能なスピンドルを有しており、該スピンドルが、互いに平行に交番磁界を案内可能である。
【００２５】
本発明に係る装置は、有利には、前記ホルダが、エンドレスなリンクベルトのリンクに配置されている。
【００２６】
本発明に係る装置は、有利には、前記ホルダに、歯車または摩擦ローラが配置されており、歯車または摩擦ローラが、リンクベルトに対して長手方向でインダクタアッセンブリの外側で案内されているエンドレスな歯付きベルトまたは摩擦ベルトによって駆動可能である。
【００２７】
本発明に係る装置は、有利には、前記ホルダのスピンドルが、非磁性で非導電性の材料から、特に石英ガラスから成っている。
【００２８】
本発明に係る装置は、有利には、インダクタアッセンブリが、前記ホルダの運動方向に対して垂直な横断面でＵ字形であり、２つの平坦平行な脚部を形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００３０】
図１には２つのスタンド装置１３，１４を備えた機械フレーム１１が示されている。スタンド装置１３，１４の間にはリンクベルトガイドが配置されている。このリンクベルトガイドの４つのスプロケット１５，１６，１７，１８が見られる。この場合、スプロケット１５，１６，１７，１８の支承台１９，２０，２１，２２がそれぞれ前面側のスタンド１３に見られる。前面側のスタンド１３の手前には、駆動モータ２４と伝動装置２５とを備えた駆動アッセンブリ２３が図示されている。伝動装置２５の出力軸は、クラッチ２６を介してスプロケット１８の軸に作用する。４つのスプロケット１５，１６，１７，１８を介して、エンドレスなリンクチェーン２７が作動する。リンクチェーン２７の、手前側に位置する鉛直部分と、水平状態に変向された下側部分だけが示されている。リンクチェーン２７は、方形のプラットフォームの個別のチェーンリンク２８を有している。これらのプラットフォームには、それぞれ中央に回動可能に支承されたホルダ２９が載置されていて、これらのホルダ２９の回動軸線は、チェーンリンク２８の平面に対して垂直に位置している。この場合、ホルダ２９のチェーンリンク２８と結合された部分と、可視の部分との間の適切な転がり支承機構または滑り支承機構は、それぞれ見て取ることはできない。ホルダ２９には、それぞれ歯車３０が配置されている。この歯車３０は、エンドレスなリンクチェーン２７の図示の鉛直な領域で歯付きベルト３１と係合している。この歯付きベルト３１は、変向ローラ３３，３４，３５，３６を介して作動し、緊張ローラ３２によって緊張される。ここでは見られない駆動モータで歯付きベルト３１を駆動させることにより、ホルダ２９はリンクチェーン２７の見て取ることができる鉛直の部分において、歯付きベルト３１と係合しながら駆動される。歯付きベルト３１との係合から外れて既に下方に流れて行く３つのホルダ２９には、非磁性材料、特に石英ガラスから成るスピンドル３７が挿入されている。これらのスピンドル３７には、処理しようとするコイルばねが、適切な自動操作装置によって載着される。この場合、水平な位置から下方へ配向された位置へのホルダ２９の周り旋回時には、コイルばねは投下され、急冷液を備えた槽内に到達する。スピンドル３７へのコイルばねの載着は、図示の装置の後方側で行われる。この後方側にはリンクチェーンのチェーン区分を僅かに見ることができ、このチェーン区分は３つのホルダを見せている。
【００３１】
図２には、図１の装置の一部分の平面図が示されている。ここでは、リンクチェーン２７の１つのチェーンリンク２８と、スピンドル３７が挿入された状態の１つのホルダ２９とを見て取ることができる。さらに、駆動された歯付きベルト３１と係合している歯車３０を見て取ることができる。歯付きベルト３１には上側の変向ローラ３３が見られる。歯付きベルトを、特にリンクベルト２７の運動方向とは逆方向で駆動させることにより、ホルダ２９に迅速な回動運動をさせることができる。この場合、ホルダ２９はインダクタアッセンブリ４１（図１には図示せず）を通って案内される。このインダクタアッセンブリ４１は２つの平行なブロック４３，４４を有している。これらのブロック４３，４４の間で電磁的な交番磁界が形成される。ブロック４３，４４はブリッジエレメント４２を介して平面で見てＵ字形の構成を成すようにして結合されている。インダクタアッセンブリ４１は、電流を通す導体エレメントと冷却エレメントとを有している。この場合、各ブロック４３，４４に冷却水流入接続短管５３，５４と、冷却水流出接続短管５５，５６とが見られる。
【００３２】
インダクタアッセンブリは、電流を通す導体エレメントと冷却エレメントとを有している。この場合、各ブロック４３，４４に冷却水流入接続短管５３，５４と、冷却水流出接続短管５５，５６とが見られる。
【００３３】
図３には、個別部材であるブロック４４の冷却エレメントが示してある。前記冷却水流入・流出接続短管（ここでは取り外されている）に対応している冷却水流入・流出開口５７，５８を見て取ることができる。前面を向いている内側では、冷却エレメントが、導体ループのための、水平に位置するＵ字形の４つの収容溝５９，６０，６１，６２を有している。収容溝５９，６０，６１，６２に、電流を通す導体エレメントを装入することができる。
【００３４】
図４には、個別部材であるインダクタアッセンブリの電流を通す導体が詳しく示されている。この導体は２つの電気的な接続レール４７，４８を有している。これらの接続レール４７，４８はインダクタアッセンブリのヨークに配置されている。接続レールには、４つの導体ループ４９，５０，５１，５１が取り付けられている。これらの導体ループ４９，５０，５１，５１は、それぞれ左側のＵ字形部材６３，６４，６５，６６を冷却エレメント４５の収容溝に装入するために有していて、かつ右側のＵ字形部材６７，６８，６９．７０を冷却エレメント４６の収容溝内に装入するために有している。導体ループの個々の水平脚部への電流方向は、白色の矢印で示した。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】インダクタアッセンブリは備えておらず、部分的に切り取られたフィード手段を備えた本発明による装置の立体図である。
【図２】図１の装置の一部分とインダクタアッセンブリとの平面図である。
【図３】個別部材であるインダクタアッセンブリの一部分の立体図である。
【図４】インダクタアッセンブリの原理図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１  機械フレーム、  １３，１４  スタンド装置、  １５，１６，１７，１８  スプロケット、  ２０，２１，２２  支承台、  ２３  駆動アッセンブリ、  ２４  駆動モータ、  ２５  伝動装置、  ２６  クラッチ、  ２７  リンクチェーン、  ２８  チェーンリンク、  ２９  ホルダ、  ３１  歯付きベルト、  ３２  緊張ローラ、  ３３，３４，３５，３６  変向ローラ、  ３７  スピンドル、  ４１  インダクタアッセンブリ、  ４２  ヨーク、  ４３，４４  ブロック、  ４５，４６  冷却エレメント、  ４７，４８  接続レール、  ４９，５０，５１，５２  インダクタループ、  ５３，５４  冷却水流入接続短管、  ５５，５６  冷却水流出接続短管、  ５７  冷却水流入開口、  ５８  冷却水流出開口、  ５９，６０，６１，６２  収容溝、  ６３，６４，６５，６６  インダクタ部材（右側）、  ６７，６８，６９，７０  インダクタ部材（左側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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