FI77695C - Foerfarande och anordning foer induktionshaerdning av kuggarna pao ett kugghjul. - Google Patents

Description

77695

MENETELMÄ JA LAITE HAMMASPYÖRÄN HAMPAIDEN INDUKTIOKARKAISEMISEKSI

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja laite hammaspyörän hampaiden plntakarkaisemiseen induktiokuumennuksella.

Induktiokarkaisu on tunnettu menetelmä, jota on käytetty mm.

US-julkaisussa 3*466.023, jossa hammaspyörä karkaistaan sammutusnesteeseen upotettuna. SU-keksijäntodistus koskee 427077 koskee paikallisen karkaisun aikaansaamista erittäin kuormitetuille alueille.

Tämä keksintö on kehitetty pääasiallisesti pintakarkaistujen hammaspyörien tuotantoa varten suuritehoiseen laivakäyttöön, missä luotettavuudelle asetetaan erittäin suuret vaatimukset. Keksintö soveltuu kuitenkin myös hammaspyörien tai muiden osien muille käyttöalueille, missä vaaditaan parempaa suorituskykyä so. (a) tietyn kokoinen ja tyyppinen hammaspyörä voi toimia tyydyttävästi ainakin yhtä suurella hampaan kuormituksella kuin on mahdollista olemassa olevilla hammaspyörien käsittelymenetelmillä tai (b) hammaspyörien kokoja voidaan pienentää samalla, kun säilytetään sama vääntö-momentin välityskyky kuin on mahdollista suuremmilla hammaspyörillä, jotka on käsitelty olemassa olevilla menetelmillä. Tapauksessa b saavutettavissa oleva hammaspyörien koon piene-minen mahdollistaa dramaattisen pienenemisen vaihdelaatikoi-den Ja hammasvaihteiden kokonaistilavuuksissa, so. koteloissa, joissa on hammaspyöräsarjoja, mikä on ilmeinen etu hammaspyöräkäyttösovitelmissa, joissa käytettävissä olevan tilan tehokas käyttö on tärkeää. Tapaus b on myös erityisen edullinen laivahammasvaihteisiin.

Missä on välitettävä suuria tehoja ja vaaditaan suurta luotettavuutta, ovat karkaistut hammaspyörät toivottavia.

Ihannetapaus on hammaspyörä, Jolla on sitkeä sisus vastustamaan väsymistaivutusJännityksiä ja kova pintakerros kestämään syklisiä kosketusjännityksiä. On olemassa kolme päämenetelmää hammaspyörien karkaisemiseksi, Jotka ovat seuraa-vat: 2 77695 (1) Hlllettämlnen - menetelmä, jossa hiili diffudoituu kuumennettuun metalliin. Tämä antaa syvän, kovan pintakerroksen, mutta vääristää samalla huomattavasti metallia, mikä vaatii paljon hiomista lopullisten mittojen saavuttamiseksi.

(li) Induktlokarkalsu - paikallinen lämpökäsittelymenetelmä. Pinnan kovuus on pienempi kuin hliletyksessä, mutta hampaan profiilin vääristyminen on hyvin vähäistä, mikä vaatii huomattavasti vähemmän loppuhiomista.

(lii) Typetys - menetelmä, jossa kaasumainen typpi diffudoituu metalliin antaen ohuen pintakerroksen, Jota ei mahdollisesti tarvitse loppuhioa käsittelyn jälkeen.

Näistä menetelmistä on induktlokarkalsu sopivin suurikokoisille suurta tehoa välittäville laivahammaspyörlen osille, missä suuri luotettavuus on välttämätöntä.

Tässä selityksessä "induktiokarkaisu" viittaa metallisten hammaspyörän hampaiden pintakerrosten kuumentamiseen Induktiolla, Jota seuraa nopea kontrolloitu jäähtyminen kovan Ja paksun pintakerroksen tuottamiseksi, Joka pintakerros on kiinni metallia olevassa perusaineessa.

Induktiokuumennus on hyvin tunnettu menetelmä, jolla sähköä johtavia aineita voidaan kuumentaa. Tiettyjä metalliseoksia, erityisesti teräksiä, voidaan karkaista kuumentamalla Ja jäähdyttämällä tämän jälkeen kontrolloidusti. Koska induktiokuumennusta voidaan käyttää selektiivisesti osan paikallisille alueille, paikallisen alueen kuumentaminen ja sitä seuraava kontrolloitu Jäähdyttäminen voi tuottaa paikallista karkenemista, esim. hammaspyörän hampaan pinnalla, samalla kun perusaine jää ilman vaikutusta. Tällä tavoin voidaan hammaspyörän hampaisiin tuottaa kovat, kulutusta kestävät pintakerrokset perusaineen päälle, joka on Joustavaa ja sallii venymisen kuormitettuna.

3 77695

On käytössä useita induktiokarkaisumenetelmiä, mutta useimmat joko eivät pysty tuottamaan hammaspyöriä, joissa on yhdenmukaiset ominaisuudet jokaisessa hammaspyörän hampaassa ja hammaspyörästä toiseen, tai jotka eivät voi toimia luotettavasti suurilla hampaan kuormituksilla. Yleiset särkymis-syyt ovat karkaistujen pintojen halkeileminen tai lohkeileminen erityisesti hampaiden kärjissä tai reunoilla. Useimmat induktiokarkaisumenetelmät synnyttävät joko säännöllisesti tai ajoittain sisäisiä vetojännityksiä metalliin hampaan juureen. Tämä pienentää suuresti kuormitusta, jota hammas pystyy välittämään, koska hampaan kuormittaminen aiheuttaa vetotaivutusJännityksiä Juureen Ja, mikäli jäännösvetojännityksiä myös esiintyy juuressa, hammas saattaa särkyä taivutus väsymisolosuhteissa.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on voittaa hammaspyörien rikkoutumisongelmat, joita esiintyy tunnetuilla induktiokar-kaisumenetelmlllä, saamalla aikaan menetelmä Ja laite, joilla voidaan tuottaa olennaisesti samanpaksuinen pinta-karkaistu kerros kärjestä pitkin hammaspyörän yhden hampaan yhtä sivua, juuren ympäri ja pitkin hammaspyörän seuraavan vierekkäisen hampaan sivua sen kärkeen, jossa kerroksessa on sisäinen rakenne, joka saa aikaan saman kuin sisäinen puristusjännitys ainakin niillä hampaan pinnan alueilla, jotka ovat alttiina suurimmille taivutus- tai muille Jännityksille käytössä, täten parantaen taivutusväsymisominaisuuksia.

Keksinnön yhden ominaispiirteen mukaisesti on saatu aikaan menetelmä hammaspyörän hampaan sivu-, juuri- ja kärkipinto-jen induktiokarkaisemlseksi pintakarkaistun kerroksen aikaansaamiseksi pitkin mainittuja pintoja, Johon menetelmään sisältyy: 1) upotetaan koko hammaspyörä jäähdytysainetankkeihin 2) aiheutetaan suhteellinen poikittainen liike sähköisesti käytettävälle induktiopäälle pitkin hammaspyörän vierekkäi- 77695 Ί sen hammasparin välissä olevaa tilaa, jonka induktoripään ulkoinen profiili olennaisesti sopii hammaspyörän hampaiden väliin määritetyn tilan profiiliin; 3) johdetaan jäähdytysainetta hammaspyörän hammasparin kärkl-pinnoille siten, että saadaan aikaan mainittujen pintojen suhteellisen nopea Jäähtyminen: menetelmälle on tunnusomaista se, että: 4) jäähdytysaine on Öljyä tai muuta vedetöntä jäähdytysainetta, 5) induktoripään korkeus on pienempi kuin hammaspyörän kunkin hammasparin juuri- Ja kärkipintojen välisen tilan syvyys, 6) jäähdytysaine suunnataan myös kuumentumattornien sivujen pinnoille ja hammaspyörän hammasparin väliin induktoripään edessä ja takana induktoripään poikittaisliikkeen aikana kuumennettujen sivujen Ja Juuren pintojen Jäähdyttämiseksi, 7) induktoripään poikittaista liikettä ohjataan siten, että ennalta määrätyt välykset säilyvät induktoripään ulkopinnan ja hammaspyörän hammasparin juuri- ja kuumennettujen sivupintojen välillä, välyksen ollessa pienin induktoripään ja juuripinnan välillä ja vaihdellen ennalta määrätyllä tavalla pitkin sivupintoja siten, että saadaan aikaan kuumeneminen pitkin sivu- Ja Juuriplntoja olennaisesti yhtäläiseen ennalta määrättyyn lämpötilaan, joka on sopiva induktio-karkaisulle; ja 8) käyttöparametreja, Joita ovat (i) ennalta määrätyt välykset, (il) sähköenergian syöttönopeus induktoripäähän ja sen poikittaisen liikkeen nopeus ja (lii) Jäähdytysmenetelmä Ja -nopeus, säädetään siten, että muodostuu olennaisesti saman-paksuinen pintakarkaistu kerros kärjestä kärkeen pitkin 5 77695 hammaspyörän hammasparin sivu- ja juuripintoja, jossa mainitussa pintakarkaistussa kerroksessa on sisäinen rakenne, joka saa aikaan saman kuin sisäinen puristusjännitys ainakin kunkin juuripinnan alueella ja sen muutosalueella viereiseksi sivupinnaksi.

Koko hammaspyörän upottaminen säiliöön, Joka sisältää öljyä tai muuta ei-vesipohJäistä sammutusainetta (kohdat a Ja b), saa aikaan suhteilleen lievän sammutusvaikutuksen (verrattuna vesisammutukseen), jossa saadaan aikaan olennaisesti isoterminen ympäristö, Jossa käytännöllisesti katsoen kaikki hammaspyörässä induktorlpään yhden poikittaisliikkeen aikana kehittynyt lämpö voidaan riittävästi haihduttaa, mutta ei liian nopeasti, siten, että saavutetaan vaadittu pintakarke-neminen Ja pintakerroksen paksuus ennen kuin toinen poikit-taisliike aloitetaan.

Sovittamalla induktorlpään korkeus pienemmäksi kuin hammaspyörän kunkin hammasparin juuri- ja kärkipintojen välisen tilan syvyys (kohta c) on mahdollista muodostaa riittävästi pintakarkaistu kerros aina hammaspyörän kunkin hampaan kärklpintaan asti, mutta ilman vaaraa hampaan kärjen ylikuumentumisesta, mikä muutoin voisi aiheuttaa mahdollisesti ongelmia "halkeilun” tai hampaan kärjen osien irtolle-mlsen muodossa.

Käyttöparametrien säätö (kohta d) mahdollistaa pintakarkais-tun kerroksen muodostamisen, Jossa kerroksessa on netto sisäinen puristusjännitys tai sitä vastaava, pinnassaan ainakin kunkin hampaan siinä pintaosassa, Joka on käytössä eniten kuormitettu nimittäin juuripinta (kunkin hammastilan pohjassa) ja muutosalue Juuripinnan Ja kummankin viereisen sivupinnan välissä.

Ei ole täysin selvää minkälaista sisäisen rakenteen muutosta tapahtuu pintakarkaistussa kerroksessa noudattamalla keksinnön mukaisen menetelmän käsittelyä, on se luonteitaan sellaista (kuten on havaittu metallurgisen analyysin, 6 77695 koestamisen ja käyttökokemuksen perusteella), että se synnyttää sisäisen puristusjännityksen kerroksen pintaan, jolloin kukin hammaspyörän hammas voi helpommin vastustaa vetojänni-tysten vaikutusta, jotka johtuvat hampaaseen käytössä kohdistuvasta taivuttavasta kuormituksesta eli taivutusväsy-misominaisuudet paranevat huomattavasti. Itse asiassa on pintakarkaistussa kerroksessa siihen yhtenäisesti liittyvä "kuori", jossa on sisäinen puristusjännitys.

Keksinnön llsäominaispiirteen mukaisesti on saatu aikaan induktiokarkaisulaite hammaspyörän hampaiden sivu-, kärki-ja juuripintojen karkaisemiseksi, jotta saataisiin aikaan pintakarkaistu kerros pitkin mainittuja pintoja, johon laitteeseen kuuluu: » sähköisesti käytettävä induktoripää, jonka ulkoinen profiili olennaisesti sopii hammaspyörän vierekkäisen hammasparin väliin määriteltyyn tilaan; välineet, joilla aiheutetaan ohjattu suhteellinen poikittals-liike induktoripäälle pitkin mainittua tilaa siten, että hammaspyörän hammasparin Juuri- ja sivupinnat kuumenevat; jäähdytysainesäiliö, jossa on välineet hammaspyörän asettamiseksi siihen siten, että se tulee täysin upotetuksi jääh-dytysaineeseen, kun säiliö on täytetty jäähdytysaineella; Ja välineet jäähdytysaineen johtamiseksi hampaita kohti induktoripään poikittaisen liikkeen aikana.

Kun laitetta käytetään hammaspyörän hampaiden pintakarkai-suun, sisältyy säiliöön edullisesti välineet hammaspyörän 7 77695 asettamiseksi kiertyvästi olennaisesti pystysuoraan asentoon, kun koko hammaspyörä ja induktoripää on upotettu jäähdytysainesäiliöön. Jäähdytysainesäillö pystyy saamaan aikaan olennaisesti isotermisen ympäristön karkaisun aikana, joka sallii hammaspyörän saavuttavan täysin isotermisen lämpötilan ennen karkaisua, ja täten ainoastaan ne Jännitykset, jotka muodostuvat karkaisun aikana todella jäävät hammaspyörän hampaiden pintakerroksiin.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa on edullista, että hammaspyörän hampaiden induktiolla kuumennettujen pintojen Jäähtymiseen sisältyy ennalta asetetun pysäytysajan sovittaminen induktoripään yhden poikittaisen liikkeen loputtua pitkin hammaspyörän yhden hammasparin f välissä olevaa tilaa ennen seuraavaa poikittaista liikettä hammaspyörän viereisen hammasparin välissä olevaa tilaa pitkin. Säiliössä oleva jäähdytysaine aiheuttaa hammaspyörän hampaiden ja hammaspyörän viereisten osien Jäähtymistä lisää pysäytysajan aikana. Säiliöön voidaan sovittaa edullisesti ulkoisia välineitä jäähdytysaineen jäähdyttämiseksi.

Induktoripään kukin poikittaisliikkeen lopussa on edullista, että hammaspyörä indeksoidaan (manuaalisesti tai automaattisesti laitteen ohjelmoitavan säädön ennalta valitun käytön mukaisesti), siten että hammaspyörän seuraava hammaspari viedään kohdalleen induktoripäätä ohjaavien ohjainten suhteen.

Kun hammaspyörän hampaat ovat kierukkamaiset, hammaspyörää pyöritetään samanaikaisesti induktoripään poikittaisen liikkeen kanssa ennalta asetettujen välysten säilyttämiseksi Jatkuvasti.

Laitteen erityisen edulliseen suoritusmuotoon hammaspyörän induktiokarkaisumenetelmän suorittamiseksi kuuluu: 8 77695 vesijäähdytetty induktori, jonka rakenne on sellainen, että siinä yhdistyy vahvistavan aineen maksiraitilavuus sähköjohti-men minimi tilavuuteen siten, että kentän maksimivoimakkuus syntyy sinne mihin tarvitaan ei-haluttujen vaikutusten ollessa mahdollisimman vähäisiä, mainitun induktorin muodon ollessa tarkoin sovitettu hammaspyörän vierekkäisten hampaiden välisen tilan mukaisesti välysten ollessa ennalta asetetun suuruiset mainitun induktorin ja hammaspyörän hampaiden juuren ja sivujen metallin välillä; ensimmäiset välineet mainitun induktorin ohjaamiseksi tarkasti hammaspyörän ensimmäisten kahden vierekkäisen hampaan välissä olevaan yhteen tilaan, sitä pitkin ja siitä ulos ja hammaspyörän toisten kahden vierekkäisen hampaan välissä olevaan seuraavaan tilaan ja niin jatkuvasti hammaspyörän ympäri samalla, kun jatkuvasti pidetään mainitut ennalta asetetut välykset; toiset välineet, jotka ovat yhteydessä mainittuihin ensimmäisiin välineisiin ja jotka pitävät jatkuvasti mainitut välykset mainitun induktorin ja hammaspyörän juuri- ja sivumetal-lin välillä jokaisen poikittaisen liikkeen ajan; välineet mainitun induktorin siirtämiseksi hammaspyörän päätypinnan poikki ja mainitun hammaspyörän pyörittämiseksi joko riippumattomasti tai yhteydessä mainitun induktorin liikkeen kanssa; välineet lämmön jatkuvasti lisäämiseksi hammaspyörän hampaisiin ja vähentämiseksi niistä kunkin poikittaisen liikkeen alussa tai lopussa käytämällä viistettyjä sisäänmenoja ja vastaavasti ulostuloja hammaspyörän hampaiden kummassakin päässä; g 77695 välineet pysäytysajan aikaansaamiseksi kunkin poikittaisliik-keen lopussa; välineet sähkötehon syöttämiseksi mainittuun induktoriin, mainitun sähkötehon ollessa sopivassa muodossa kehittämään lämpöä induktion avulla vierekkäisissä hammaspyörän hampaissa; välineet jäähdytysveden johtamiseksi mainittuun induktoriin; välineet useiden kylmää suodatettua mineraaliöljyä tai muuta ei-vesipohjaista sammutusainetta olevien suihkujen johtamiseksi hammaspyörän osiin tarkoituksena aikaansaada kontrolloitu jäähtyminen liikkuvan induktorin ja karkaistavien hammaspyörän hampaiden kuumentumattomien sivujen viereisiin metailipintoihin; välineet suodatetun, lämpötilaltaan säädetyn öljyn johtamiseksi useisiin suihkuihin mainitun induktorin viereen; säiliö, johon on sovitettu välineet hammaspyörän asettamiseksi kiertyvästi pystysuoraan tasoon, jonka säiliön syvyys ylittää sen, mikä on tarpeen mainitun kiertyvästi asetetun hammaspyörän upottamiseksi täydellisesti mineraaliöljyyn; välineet mainitun säiliön täyttämiseksi mineraaliöljyllä ja mainitun öljyn tyhjentämiseksi ja varastoimiseksi, kun se ei ole käytössä; välineet suurten öljymäärien kierrättämiseksi säiliössä olennaisesti isotermisten olosuhteiden aikaansaamiseksi hammaspyörän ympärille ja koko säiliöön, ja ,0 77695 välineet öljyn suodattamiseksi ja sen lämpötilan säätämiseksi olennaisesti isotermisten olosuhteiden saavuttamiseksi mainitussa säiliössä.

Keinot, joilla saadaan aikaan lämmön jatkuva lisääntyminen tai vähentyminen hammaspyörän hampaissa kunkin poikittais-liikkeen sulussa tai lopussa, voivat olla vaihtoehtoisesti sähkötehon vaihteleminen induktoriin tai hammaspyörän hampaiden reunojen viistäminen.

Vaihtoehtoisesti keino, jolla saadaan aikaan lämmön jatkuva lisääntyminen tai vähentyminen hammaspyörän hampaissa kunkin poikittaisliikkeen alussa tai lopussa, voi olla induktorin liikkumisnopeuden vaihteleminen mainitun induktorin saapuessa hammastilaan tai poistuessa siitä*

Edullisesti on sovitettu välineet tarkkailemaan jäähdytysveden ja kunkin usean kylmää suodatettua öljyä olevan suihkun virtausta havaitsemaan häviöitä ja aiheuttamaan suojäävi a toimenpiteitä, esim. tehon kytkeminen pois induk-torista, mikäli sellaisia häiriöitä havaitaan.

Keksinnön ymmärtämiseksi selvemmin ja sen os-oittamiseksi, kuinka keksintö voidaan toteuttaa viitataan seuraavassa esimerkkien avulla liitteenä olevaan piirustukseen, jossa: kuvio 1 esittää lohkokaaviona keksinnön mukaista induktio-karkaisumenetelmää ja laitetta; i kuvio 2a esittää etukuvanan menetelmässä ja laitteessa käytettävää induktoripäätä; kuvio 2b on induktoripään poikkileikkaus pitkin viivaa A-A kuviossa 2a; 11 77695 kuvio 3 on kaaviomainen pystykuva induktoripäästä sen ollessa paikallaan karkaistavien vierekkäisten hammaspyörän hampaiden välisessä tilassa; kuvio 4 on kuvion 3 projektio, joka esittää tasokuvna vierekkäisten hammaspyörän hampaiden välissä olevaa induktoripäätä (hampaiden kärjet on esitetty viivoitettuna); kuvio 5 on kaaviomainan pystykuva induktoripäästä sen ollessa tulossa (tai juuri poistumassa) kahden vierekkäisen hampaan välissä olevaan tilaan litteässä hammastangossa; ja kuviot 6a ja 6b ovat tasokuvia induktoripäiden yläpinnoista, jotka on tarkoitettu lieriö- ja vastaavasti kierukkahammas-pyörien karkaisuun.

Viitaten kuvioon 1 on hammaspyörä 1 asetettu kiertyvästi syvään säiliöön 2. Säiliö 2 on täytetty jäähdytysaineella induktiokarkaisuprosessin aikana kehittyvän lämmön poistamiseksi ja se on mineraaliöljyä 3 tai jotain muuta ei-vesi-pohjaista sammutusainetta, jota on katkoviivalla 4 esitetylle normaalitasolle asti eli hammaspyörä 1 on täysin upotettuna. Venttiileillä varustettu putkisto 3 sallii Öljyn tyhjentämisen säiliöstä 2 erilliseen varastosäiliöön (ei esitetty) tai pumppaamisen tarvittaessa takaisin säiliöön 2.

Juoksuputki 6 sallii öljyn kierrätyksen pumpun 7 avulla suodattimeen 8 ja jäähdyttimen 9 (mikäli tarpeen) kautta takaisin säiliöön 2. Juoksuputken 6 tarkoitus on kahtalainen. Se ylläpitää öljyn 3 jatkuvaa suodatusta ja saa aikaan kierrätystä säiliössä 2 poistamaan öljyyn kehittynyttä lämpöä. Tarvittaessa voidaan säiliöön 2 aikaansaada lisä-kierrätye esim. käyttämällä sekoitusvälinettä 14. Jäähdytin 9 voi olla tarpeen tai tarpeeton riippuen induktiosovitelman 11 aikaansaamasta lämmöstä ja säiliön luonnollisesta lämpö- ,2 77695 häviöstä. Tarvittaessa voidaan käyttää termostaattisäätöä säätämään jäähdytintä 9·

Induktiokuumennussovitelma 11 sijaitsee säiliön 2 yläpuolella varsinaisen induktiopään 11a (kuviot 2a ja 2b) ollessa selvästi öljyn pinnan 4 alapuolella hammaspyörän 1 yläkuolokohdassa. Induktiokuumennussovitelmaan 11 johdetaan ulkoisesti suodatettua, kylmää öljyä putken 10 kautta, sisäisesti jäähdytysvettä 12 ja käyttövoimaa sähkövoimanlähteestä 13.

Induktoripää 11a on esitetty kuvioissa 2a ja 2b. Se on yleismuodoltaan suoran särmiön muotoinen, jolla on symmetrinen suunnilleen kolmion muotoinen poikkileikkaus ja jota kannattaa kaksi kupariputkea 20. Kupariputkilla 20 on kolme tehtävää: ne kannattavat jäykästi särmiön muotoista induktoripäätä, johtavat sähkövirtaa metallin kautta indukto-ripäähän ja siitä pois ja kuljettavat jäähdytysvettä sisä-osiensa kautta induktoripään läpi. Alapäistään on molemmat kupariputket 20 kiinnitetty onttoon kolmiomaiseen kappaleeseen 21, joka on valmistettu kuparilevystä. Alimmista kohdistaan on nämä kaksi kolmiomaista kappaletta 21 yhdistetty suorakulmaisella kupariputkella 23· Täten on sähköinen yhteys yhdestä kupariputkesta 20 osien 21, 23 ja 21 kautta toiseen kupariputkeen 20. Onttojen kolmiomaisten kappaleiden 21 sisäosat 22 ovat yhteydessä sekä kupariputkien 20 että suorakulmaisen kupariputken 23 kanssa; täten jäähdytysvesi voi virrata pitkin yhtä kupariputkea 20, osien 22, 23 ja 22 kautta ja toiseen kupariputkeen 20. Särmiön muotoisen induktoripään 11a keskiosa on vahvistin 24 ja se on täytetty sopivalla ei-johtavalla matriisilla kuten rautalaminaatilla tai sopivalla yhdysmateriaalilla.

Tämä induktoripään erityinen rakenne käyttää minimimäärän kuparia johtamistarkoitukseen (esim. pyöreitä putkia 20

II

,3 77695 nelikulmaisten asemasta) ja maksimimäärän vahvistinta 24 tiettyä induktorin tilavuutta kohti. Tämä maksimoi vahvistimen 24 paikallisen vahvistavan vaikutuksen samalla, kun se minimoi kentän, joka muutoin voisi ylikuumentaa hampaiden kärjet eli kohdat, missä metallin poikkileikkaus on kapeimmillaan.

Kuparia oleva täytekappale 25 on kiinnitetty suorakulmaisen kupariputken 23 alareunaan ja koko pää on viimeistelty ulkopinnaltaan sileäksi, jonka pään ääriviivat sopivat olennaisesti tietyn hammaspyörän vierekkäisten hampaiden välissä olevaan tilaan, kuitenkin tietyin välyksin kuten seuraavassa tullaan selittämään.

Kappaletta eristävää ainetta 26 käytetään antamaan jäykkyyttä kupariputkille 20, jotka kumpikin päättyvät metallikappa-leeseen 27. Nämä metallikappaleet 27 voivat olla kiinnitetty induktiokuumennussovitelmaan 11 (kuvio 1) siten, että sekä sähköteho että jäähdytysvesi voidaan johtaa kumpaankin kupariputkeen 20 ja siitä pois.

Kuviossa 3 on esitetty kaavionmuodossa induktoripään 30 poikittaisliike pitkin hammaspyörän vierekkäisten hampaiden välissä olevaa tilaa. Viittauksen helpottamiseksi on hammaspyörän hampaita merkitty kirjaimilla A-E, B:n ja C:n eri sivuja B1, B2, C1 ja C2:lla ja juuripintaa hampaiden B ja C sivujen välissä olevassa tilassa on merkitty nuolella 36. Ohjainta 31 käytetään asemoimaan induktoripäätä 30 suhteessa hammaspyörän hampaisiin sekä pysty- että vaakatasoissa. Yksinkertaisimmillaan voisivat ohjaimet 31 koostua kahdesta pultista 41, 42 (kuvio 4), joiden päissä on pallot 32, yksi induktoripään 30 (tai 40 kuviossa 4) edellä ja toinen jäljessä niiden liikkuessa peräkkäin taaksepäin ja eteenpäin vierekkäisten hammaspyörän hampaiden välissä olevien tilojen läpi. Induktoripää 30 (40) ja ohjaimet 31 (41, 42) on h 77695 lujasti sijoitettu paikoilleen toisiinsa nähden kiinnittämällä ne induktorikuumennussovitelmaan 11 (kuvio 1). Tarkka suhtellinen säätö vaaka- ja pystysuorassa suunnassa pään 30 (40) ja ohjainten 31 (41, 42) välillä saadaan aikaan esim. välilevyjen, hienosäätöruuvien jne. avulla. Jotta varmistettaisiin pään 30 selvä asemointi, käytetään vähäistä puristusta pitämään ohjainten 31 pallopäät 32 kosketuksessa sivujen kanssa kuten on esitetty (kuviossa 3); kun pää 30 liikkuu, liukuvat ohjainten 31 pallopäät 32 pitkin hampaan sivuja siten, että ainakin yksi on aina kosketuksessa ohjaamaan induktoripäätä 30 väliin, sitä pitkin ja siitä pois samalla säilyttäen oikeat välykset (katso kuvio 5)· Induk-toripää 30 (40) voi olla kulmassa kupariputkien 20 suhteen käytettäväksi kierukkamaisille hammaspyörille. Poikkisuoraan leikatuille (lieriö-) hammaspyörille on induktoripään muoto suora särraio (kuviot 2, 3» 4).

Kuvio 6a esittää tasokuvana induktoripään 60 yläpintaa, joka induktoripää on suora särmiö ja soveltuu liikkumaan pinta-karkaisua varten lieriöhammaspyörän hammasparin 61 ja 62 välisessä tilassa. Kuvio 6b esittää induktoripäätä 60a, joka on suunnikkaan muotoinen särmiö ja soveltuu liikkumaan pinta-karkaisua varten kierukkahammaspyörän hammasparin 63 ja 64 välisessä tilassa.

Olennaisesti samanpaksuisen induktiokarkaistun pintakerroksen (joka on muodostettu raetallihammaspyörän perusaineeseen) tehollinen sisäänpäin oleva raja on esitetty katkoviivoilla 33· Kun induktoripää 30 liikkuu hampaiden B ja C välissä, se kuumentaa sivuja B2, C1 ja niihin sisältyvää juurta samanaikaisesti. Lämpövirran säätämiseksi kuumennuksen aikana ja sen poistamiseksi ennalta määrätyllä nopeudella jäähtymisen jälkeen suunnataan suodatettua, kylmää öljyä olevia suihkuja 34, 35 (44, 45 kuviossa 4) suoraan (kuten on esitetty tai ristikkäisissä kulmissa kohti 15 77695 hampaiden B ja C kuumentumattomia sivuja B1 ja C2 ja kärkiä B3 ja C3· Suodatettua, kylmää öljyä olevia lisäsuihkuja 46, 47 (kuvio 4) suunnataan hammastilaan induktoripään 40 (30) etu- ja takapuolella, kuten on esitetty. Suihkut 46, 47 voidaan suunnata kulmassa, kuten suihkut 34, 35, pään 40 (30) päätyä kohti tai yhdensuuntaisesti hammaspyörän akseliin nähden pitkin hammastilaa. Suihkut 46, 47 voidaan myös suunnata hammastilaan alaspäin kulmassa hammaspyörän akselin suhteen turbulenssin aikaansaamiseksi. Suoraan suunnattujen tai ristikkäisten suihkujen 44, 45, 46 ja 47 erityiset kulmat on määrätty kokeilemalla; on tärkeää saada kylmä öljyvirtaus koskettamaan metallipintaa ja tämä merkitsee sitä, että täytyy olla reitit kuumentuneen öljyn poistamiseksi eikä niitä pidä "sulkea” suihkujen virtauksilla.

Suodatettua kylmää öljyä johdetaan induktiokuumennussovi-telmaan 11 (kuvio 1) putken 10 avulla, missä se johdetaan suihkuihin 44, 45, 46 ja 47; nämä suihkut on kiinnitetty pään 40 ja ohjaimiin 41, 42 nähden siten, että kokonaisuus liikkuu ennalta asetettuna yksikkönä. Jäähdytysvettä 12 ja sähkövoimaa 13 (kuvio 1) syötetään induktiokuumennussovi-telmaan 11 ja sieltä pois kupariputkien 20 (kuvio 2) kautta induktoripäähän 40. Induktiokuumennussovitelmaan 11 sisältyy laitteisto induktoripään ja siihen kuuluvien ohjainlaittei-den 41, 42 ja suihkujen 44, 45, 46 ja 47 liikuttamiseksi poikkisuuntaan, sähkötehon 13, jäähdytysveden 12 ja jäähdy-tysöljyn 10 säätämiseksi; siihen sisältyy edullisesti sulki-met valvomaan jonkin jäähdytysöljysuihkun tai jäähdytysveden virtauksen häiriöitä vastaan. Servomekanismia, käyttäen ohjaimiin (41, 42, 31) kuuluvia mikrokytkimiä, käytetään säätämään induktoripään 30 poikittaisliikettä pitkin hammas-tilaa. Kun pintakarkaistaan kierukkahammaspyörän hampaita, säädetään hammaspyörän 1 (kuvio 1) kiertymistä samanaikaisesti induktoripään poikittaisliikkeen kanssa.

16 77695

Induktiokuumennussovitelma 11 voidaan myös säätää karkaisemaan kaikki hampaat peräkkäisesti koko hammaspyörän ympäri sopivan ohjelmoitavan säätölaitteen avulla.

On huomattava kuviosta 1, että koko induktoripää 11a eli kaikki kuviossa 2 esitetty, ja siihen liittyvät ohjainlait-teet 41, 42 ja suihkut 44, 45, 46 ja 47 on kaikki upotettu öljyyn 3 säiliössä 1 eli ne ovat öljyn pinnan 4 alapuolella.

Viitaten kuvioon 3 on siinä esitetty induktoripää 30 lämpö-käsittelemässä sivuja B2 ja C1. Lämmön johtumisen vuoksi hampaan B läpi ja huolimatta öljysuihkun 34 jäähdytyksestä tapahtuu sivun B1 jo karkaistun kerroksen 33 kuumenemista. Tästä on seurauksena sivun B1 "päästö". Suuritehoisessa laivakäytössä vaaditaan tavallisesti peruutustehoa vähemmän kuin eteenpäinajotehoa, minkä vuoksi hammaspyörä 1 asetetaan säiliöön 2 siten, että sivut A2, B2, C2 jne. tulevat rasitetuiksi, kun välitetään eteenpäinajotehoa, ja sivut A1 B1, C1 jne. peräytysteholle. On huomattava, että induktoripään 30 tehdessä viimeisen poikittaisliikkeensä tulee yksi eteen-päinajosivu, esim. C2 kuten on esitetty kuviossa 3, päästetyksi ja yksi peräytyssivu, esim. C1, täysin karkaistuksi; karkaisuprosessin parametrit valitaan aina siten, että päästetty eteenpäinajosivu täyttää vähintään suunnitteluvaati-mukset.

Jotta saavutettaisiin hampaiden kovuuksia, jotka ovat ennustettavia yhdestä hammaspyörästä seuraavaan ja yhdenmukaisia yhdessä hammaspyörässä, ovat seuraavat parametrit tärkeitä.

(i) Hammaspyörän hampaan materiaalilla tulee olla sopivia mekaanisia ja metallurgisia ominaisuuksia.

(ii) Lämpötila, sen tasaisuus ja jakautuminen hampaassa ja juuressa.

Il ,7 77695 (iii) Jäähtymistaso.

(iv) Päästön vaikutus.

Ylläolevat vaadittavat parametrit on määrätty tutkimuksella ja kokeilemalla. Kunkin parametrin tärkeät yksityiskohdat on eritelty alla.

(i) Hammaspyörän hampaan materiaali

Valitulla teräksellä tulee olla sopivat mekaaniset ominaisuudet ja soveltuva kemiallinen koostumus.

(ii) Lämpötila, sen tasaisuus ja jakautuminen hampaassa ja juuressa

Jotta saavutettaisiin yhdenmukaisia tuloksia, tulee jokaisen hampaan lämpötilan olla sama kunkin poikittaisliikkeen alussa. Täten katkaistaan kunkin poikittaisliikkeen lopussa, kun induktoripää ja ohjain 41 tai 42 ovat siirtyneet kokonaan pois hammastilasta, induktorisovitelmaan menevä teho ja induktoripää 30 "on pysähdyksissä" ennalta asetetun aikavälin ajan. Tämä pysäytysaika mahdollistaa edellisen poikittaisliikkeen aikana kehittyneen ja hammaspyörään 1 johtuneen lämmön haihtumisen öljyyn ja siitä pois pumpun 7 ja jäähdyttimen 9 kautta. Pumppu 7 (ja mahdollisesti sovitel-maan kuuluva sekoitin 14) ylläpitää huomattavaa virtausta pitääkseen öljyn 3 läpikotaisin sekoittuneena ja rainimoidak-seen pysäytysajan. On kuitenkin nähtävissä, että menetelmää voidaan käyttää tyydyttävästi jopa ilman että otetaan käyttöön ennalta asetettua pysäytysaikaa edellyttäen, etä riittävän tehokas jäähtyminen tapahtuu kunkin poikittaisliikkeen aikana lisäämällä jäähdytysaineen syöttönopeutta ja/tai suihkujen lukumäärää induktorin 30 läheisyydessä.

ia 77695

Tarvitaan tietty lämmön syöttötaso kohottamaan metallin lämpötila ennalta määrättyyn arvoon. Kuumennustason määräävät : (a) Induktoripään 30 tehon jännite, virranvoimakkuus ja taajuus (b) Kuumennuksen kesto, s.o. induktoripään 30 pituus ja sen liikkusmisnopeus hammastilan läpi.

(c) Induktoripään projektion pinta-ala sivuilla, s.o. pään pituus ja korkeus.

(d) Välykset induktoripään 30 ja juuren sekä induktoripään 30 ja hammaspyörän hampaiden sivujen välillä.

Jollekin tietylle hammaspyörän hammaskoolle määrätään tekijät a, b ja c ennakolta ja tekijää d käytetään säätämään tarkkaa lämpömäärää, joka indusoituu viereiseen metalliin.

Jotta saavutettaisiin tarvittava lämpötila metallin pinnassa, täytyy juureen syöttää enemmän lämpöä kuin sivuun; tämä johtuu siitä, että metallin massa on juuressa suurempi, mistä on seurauksena suurempi lämpöhäviö johtumalla kuin sivulla tai lähellä kärkeä. Tämän ottamiseksi huomioon muutetaan induktoripään 30 profiilia huolellisesti siten, että induktoripään 30 ja hammaspyörän metallin välinen välys asteittain lisääntyy minimistä lähellä juurta ja pitkin hampaan sivua. Tämä profilointi on tehty huolellisesti siten, että metalliin kehittyvä lämpö täyttää muuttuvat lämpö-tarpeet antamaan olennaisesti tasaisen lämpötilan, pintakerrokseen 33· Juuressa on pieni, yhtäsuuri välys kaaren 36 (kuvio 3) yläpuolella, jotta varmistettaisiin maksimi läramön-syöttö metalliin. Kaaren 36 päästä ylöspäin pitkin sivuja välys asteettain suurenee siten, että lämmön syöttönopeus ,9 77695 asteettain vähenee kohti kärkeä. Pää 30 päättyy tietyllä etäisyydellä kärjen alapuolella, jotta ei tapahtuisi kärjen ylikuumenemista. Pienihalkaisijäisiä putkia 20, jotka sijaitsevat induktorin 11a (kuvio 2b) akselilla, käytetään tulo/-lähtöjohtimina, jotta minimoitaisiin hajavirtojen aiheuttama induktio hammaspyörän hampaiden kärkien lähellä. Liiallinen lämmön syöttö kärkeen voi johtaa liialliseen kovuuteen ja läpitunkeumaan, josta seuraa mahdollisuus haurasmurtumaan ja/tai halkeiluun.

Kuten käy selville kuviosta 3, on induktoripään korkeus huomattavasti pienempi kuin kahden vierekkäisen hammaspyörän hampaan kärkien ja juuren välissä olevan tilan (säteen suuntainen) syvyys ja tämä on keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen tärkein erityispiirre, sillä se myötävaikuttaa siihen, että vältetään liiallista lämmön keskittymistä hampaiden kärki in, mitä voi tapahtua tunnetuilla induktiokarkaisu-menetelmillä, joissa käytetään induktoripäätä tai johdinta, joka on suurempi kuin hammaspyörän hampaiden välissä oleva tila toisin sanoen se ulkonee tästä tilasta säteen suunnassa. Kuvatuissa suoritusmuodoissa on induktoripään korkeus tyypillisesti puolesta seitsemään kahdeksasosaan hammaspyörän hammastilan syvyydestä.

Epätasaista lämmöntuontia voisi myös esiintyä hampaiden reunoissa, kun induktori 30 tulee hammastilaan tai lähtee siitä poikittaisliikkeen alussa tai lopussa. Edullinen menetelmä hammaspyörän hampaan kuormitettua osaa on esitetty kuviossa 5· Siinä on induktoripää 50 juuri saapumassa vierekkäisten hampaiden väliin litteässä hammastangossa 50a. Ohjain 51 on jo edennyt lähellä olevaan väliin ja liukuu hampaiden sivuja 55 pitkin asemoiden induktoripään 50 tarkasti. Hampaan päätypinnassa on viistetty "sisäänmenokohta" 54. Hammastan-gon sisäänmeno 54 ei ole kuormaa kantava pinta ja sitä käytetään ainoastaan mahdollistamaan lämmön kohoaminen vaaditta- so 77695 ville tasoille siten, että induktoripään 50 saavuttaessa hammastangon kuormitettun osan 55 on saavutettu yhdenmukainen lämpötila kautta pintakerroksen 33 (kuvio 3)· Samanlainen viistetty ulostulo (ei esitetty) on sovitettu hammas-tangon toiselle pinnalle.

Sen jälkeen, kun jäljessä tuleva ohjain 52 (tai 51) poistuu ulostulokohdasta, voidaan teho katkaista ja induktoripää 50 voi “olla pysähdyksissä" ennalta asetetun ajan sallien edellisessä poikittaisliikkeessä kehittyneen lämmön haihtuvan ja hammastangon liikkuvan eteenpäin yhden askeleen eli se indeksoidaan ennen seuraavan poikittaisliikkeen aloittamista.

Milloin viistettyä sisäänmenokohtaa (ulostulokohtaa) ei voida käyttää, voidaan liiallista lämmön kohoamista hampaan reunoissa säätää joko lisäämällä asteettain induktoripään 50 tehoa sen tullessa hammastangon kohdalle tai liikuttamalla induktoripäätä 50 hammastankoa kohti nopeasti ja hidastamalla sitä asteettain sen tullessa hammastilaan siten, että se saavuttaa normaalin nopeutensa, kun koko induktoripää on tullut hamraastilaan. Poistuttaessa hammastilasta menetellään päinvastoin.

(iii) Jäähtymistaso Jäähtymisnopeus vaikuttaa ratkaisevasti kovuuteen. Yleisesti ottaen mitä nopeampaa on jäähtyminen, sen kovempi metalli on tuloksena. Liiallinen kovuus johtaa kuitenkin pintajännityksiin, mistä voi olla seurauksena metallin haurastuminen. Hauraemurtumaa on havaittu tapahtuvan induktiokarkaistuilla hammaspyörillä, jotka on jäähdytetty vedellä tai vesipohjaisilla öljyillä, ja sen vuoksi käytetään keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa jäähdytysaineena mineraali-öljyä tai jotain muuta sopivaa ei-vesipohjäistä sammutus-ainetta.

2, 77695

Ideaalista hammaspyörän hampaan kannalta on suhteellisen paksu karkaistu pintakerros 33 (kuvio 3)» joka on jonkin verran sitkeä siten, että hampaita rasitettaessa sekä perusmetalli että karkaistu pinta voivat joustaa yhdessä. Tämä voidaan saavuttaa induktiokuuraennuksella ja suhteellisen nopealla jäähdytyksellä mineraaliöljysuihkuilla mieluummin kuin sammuttamalla veteen tai vesipohjaiseen öljyyn. Koska hammaspyörä 1 on täysin upotettu mineraaliöljyyn, se voi saavuttaa yhtenäiset isotermiset olosuhteet, joihin ei vaikuta päivän tai yön lämpötilavaihtelut. Täten ainoastaan ne jännitykset, jotka syntyvät karkaisun aikana, todella jäävät hammaspyörään. Koska hammaspyörä on täysin upotettu öljyyn, kaikki karkaisusta johtuva lämpö haihtuu nopeasti joko suoraan öljyyn tai johtumalla metalliin ja sitten öljyyn.

(iv) Päästön vaikutus Päästöä ei voida välttää induktiokarkaistaessa hammas hampaalta -menetelmällä, mutta sen vaikutukset minimoidaan: (a) Upottamalla koko hammaspyörä öljyyn mahdollisimman suuren käytettävissä olevan lämpöviemärin aikaansaamiseksi.

(b) Käyttämällä öljysuihkuja metalliin, erityisesti suihkua 34 (44) mutta myös suihkuja 46 ja 47· (c) Pysäytysajan avulla kunkin poikittaisliikkeen lopussa, jotta kaiken edellisen poikittaisliikkeen aikana kehittyneen lämmön olisi mahdollista poistua.

(d) Induktoripään muotoilulla ja sen liikkumisnopeudella, jotka sallivat ainoastaan tarvittavan lämpömäärän indusoituvan viereiseen hampaan pintakerrokseen, toisin sanoen ei ole mitään ylimääräistä lämpöä, joka voisi aiheuttaa päästöä.

22 77695

Yllä kuvatun menetelmän tulokset osoittavat, että menetelmän mukaisella innovaativisella työllä ja kiinnittämällä huomiota yksityiskohtiin voidaan tuottaa induktiokarkaistuja hammaspyöriä, jotka voivat ylittää ominaisuuksiltaan minkä tahansa tunnetuilla induktiokarkaisumenetelmillä tuotetun. Tässä yhteydessä näillä ominaisuuksilla tarkoitetaan rasituk-senkestokykyä ja luotettavuutta. Tämä menetelmä on kehitetty pitkän ajan kuluessa, jolloin tuotettuja hammaspyöriä on testattu yhdessä muilla menetelmillä tuotettujen kanssa.

Tällä menetelmällä tuotettuja hammaspyöriä on myös koestettu rikkoutumiseen asti, milloin tämä on ollut mahdollista.

Induktoripään jokaisen poikittaisliikkeen lopussa (pysäytys-aikana) hammaspyörää siirretään askelittain eteenpäin, jotta saadaan hammaspyörän seuraava vierekkäinen hammaspari kohdakkain induktoripään ja ohjainten kanssa valmiina seuraavaan poikittaisliikkeeseen. Tämä aksel on pieni kulmaliike hammaspyörän tapauksessa tai rajoitettu lineaariliike esim. hammas-tangon tapauksessa. Tämä voidaan suorittaa manuaalisesti tai automaattisesti säätäen ohjelmoitavan säätölaitteen sopivasti valitsemalla.

Menetelmän parametrien huolellinen säätö varmistaa yhdenmukaisen hammaspyörän hampaiden tuotannon, joissa hampaissa on riittävään syvyyteen karkaistu pintakeros ja siihen aikaansaatu sisäinen nettovaikutukseltaan puristava jännitys toisin sanoen niihin osiin pintakarkaistua kerrosta, joka on lähinnä kunkin hampaan työpintaa ja sisältyy siihen. Täten pintakarkaistu kerros ulottuu juurikaarteen ympäri juuri-kaarteen ja sivupintojen välissä olevan siirtymäalueen eli "pienan" kautta (joka on tavallisesti käytössä olevan hammaspyörän hampaan eniten rasitettu alue); ja edullisesti myös pitkin hampaan sivuja. Puristusjännitysten muodostuminen on ratkaisevan tärkeää ja se on analogista esijännitetyn betonin kanssa.

Il 23 7 7 6 9 5

Kun hammaspyörän hammasta kuormitetaan, se joustaa hieman, jolloin muodostuu suhteellisen pienet veto- ja puristusjännitykset hampaan kärkiin ja sivuille ja suhteellisesti suuremmat veto- ja puristusjännitykset juuriin kummallekin puolelle ja siirtymäalueille juurten ja sivujen väliin (eli juuripienaan). Jos metallipinnoissa olisi jo vetojännitystä karkaisun jälkeen (kuten voi käydä nykyisillä pintakarkaisu-menetelmillä), niihin kohdistuva taivutuksesta johtuva veto-jännitys tulee siihen lisäyksenä ja tapahtuu pian vaurioita. Jos kuitenkin esim. juurissa on sisäinen puristusjännitys tai juuripienoissa, taivutuksesta johtuva vetojännitys ja sisäinen puristusjännitys tulevat yhteenlasketuiksi algebrallisessa mielessä. Tässä tilanteessa hammas voi ottaa vastaan huomattavasti suurempia kuormituksia ennen kuin taivutuksesta johtuva vetojännitys voittaa sisäisen puristus-jännityksen ja ylittää lopullisen vetolujuuden aiheuttaakseen vaurioita eli hammaspyörän hampaan taivutusväsymis-ominaisuudet ovat parantuneet olennaisesti.

Molekulaarisen uudelleenjärjestäytymisen tarkka luonne, mitä pintakarkaistussa kerroksessa 33 tapahtuu, ei ole täysin selvillä, mutta uskotaan, että sen luonne on sellainen, että se tehokkaasti saa aikaan saman kuin sisäinen puristusjännitys hampaiden työpinnoissa. Täten tämä sisäinen puristusjännitys sisältyy jokaisen hammaspyörän hampaan varsinaiseen työpintaan, jossa se on itse asiassa kerrokseen 33 liittyvänä "kuorena” (33a, kuviossa 3)· Hammaspyörän hampaan vaurioituminen taivutusväsymisjännitysten vaikuttaessa on tavallisesti hampaan vetovaurion eräs muoto, joka alkaa juuri-pienapinnalta ja kokeet ovat osoittaneet, että hammaspyörän hampaat, jotka on pintakarkaistu keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella, ovat pystyneet osoittamaan paljon suurempaa luotettavuutta kuin samanlaiset hammaspyörän hampaat, jotka on pintakarkaistu olemassa olevilla pintakarkaisumenetelmillä. Uskotaan, että tämä ylivoi 24 77695 mainen toimintateho on peräisin puristusjännityksen muodostumisesta karkaistun kerroksen pintaan. Käytössä, kun ajoittaisia taivutuskuormituksia kohdistuu hammaspyörän hampaaseen, tämä sisäinen puristusjännitus täytyy ensin voittaa (mikäli lainkaan), ennen kuin mitään nettovetojännitystä kohdistuu hampaan pintaan.

Vaikka tämä selitys on laadittu viitaten hammaspyörän hampaisiin, muita metalliesineitä, joilla on säännölliset muodot, voidaan karkaista vastaaalla tavalla.

Kuvatun menetelmän muut muunnokset käyvät ilmeisiksi alan ammattimiehelle, jotka muunnokset kaikki kuuluvat edellä kuvatun keksinnön piiriin.

Claims (10)

25 7 7 6 9 5

1. Menetelmä hammaspyörän (1) hampaiden (B) (52) sivu- (B2, C1) ja juuripintojen (36) induktiokarkaisemiseksi pintakar-kaistun kerroksen (33) aikaansaamiseksi pitkin mainittuja pintoja, johon menetelmään sisältyy: 1. upotetaan koko hammaspyörä jäähdytysainetankkiin (2), 2. aiheutetaan suhteellinen poikittaisliike sähköisesti käytettävälle induktoripäälle (11a) (30) (60) (60a) pitkin hammaspyörän vierekkäisen hammasparin (B, C) välissä olevaa tilaa, jonka induktoripään ulkoinen profiili sopii olennaisesti hammaspyörän hampaiden väliin määritetyn tilan profiiliin; 3. johdetaan jäähdytysainetta hammaspyörän hammasparin kärkipinnoille (B3, C3) siten, että saadaan aikaan näiden pintojen suhteellisen nopea jäähtyminen: tunnettu siitä, että 4. jäähdytysaine on öljy tai muu vedetön jäähdyttävä aine, 5. induktoripään korkeus on pienempi kuin hammaspyörän kunkin hammasparin juuri- (36) ja kärkipintojen (B3, C3) välisen tilan syvyys, 6. jäähdytysaine suunnataan myös kuumentumattomien sivujen (B1, C2) pinnoille ja hammaspyörän hammasparin väliin induktoripään edessä ja takana induktoripään poikittaisliikkeen aikana kuumennettujen sivujen (B2, C1) ja juuren (36) pintojen jäähdyttämiseksi, 26 77695 7. induktoripään poikittaisliikettä ohjataan siten, että ennalta määrätyt välykset säilyvät induktoripään ulkopinnan ja hammaspyörän hammasparin juuri- (36) ja kuumennettujen sivupintojen (B1, B2) välillä, välyksen ollessa pienin induktoripään ja juuripinnan (36) välillä ja vaihdellen ennalta määrätyllä tavalla pitkin sivupintoja (B1, B2) siten, että saadaan aikaan kuumeneminen pitkin sivu- ja juuripintoja olennaisesti yhtäläiseen ennalta määrättyyn lämpötilaan, joka on sopiva induktiokarkaisuun; ja 8. käyttöparametreja, joita ovat (i) ennalta määrätyt välykset, (ii) sähköenergian syöttönopeus induktoripäähän ja sen poikittaisliikkeen nopeus ja (iii) jäähdytysnopeus, säädetään siten, että muodostuu olennaisesti samanpakeuinen pinta-karkaistu kerros (33) kärjestä kärkeen (B3, C3) pitkin hammaspyörän hammasparin (B, C) sivu- (B2, C1) ja juuripintoja (36), jossa pintakarkaistussa kerroksessa on sisäinen rakenne, joka saa aikaan saman kuin sen pinnassa (33a) oleva sisäinen puristusjännitys ainakin kunkin juuripinnan (36) alueella ja sen siirtymäalueella sivupinnoiksi (B2, C1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hammaspyörä (1) on asetettu olennaisesti pystysuoraan asentoon mainittuun säiliöön (2).

3· Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että induktiolla kuumennettujen pintojen (B3, B2, 36, C1, C3) jäähtymiseen sisältyy ennalta määrätyn pysäytysajan käyttöönotto induktoripään (11a) yhden poikittaisliikkeen loppumisen pitkin hammaspyörän yhden hammas-parin (B, C) välissä olevaa tilaa ja seuraavan poikittaisliikkeen, pitkin hammaspyörän viereisen hammasparin (C, D) välissä olevaa tilaa, välissä. 27 77695

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hammaspyörä (1) indeksoidaan induktoripään (11a) kunkin poikittaisliikkeen lopussa siten, että hammaspyörän seuraava hammaspari (C, D) saatetaan kohdalleen induk-toripäätä (11a) ohjaavien ohjainten (31» 32) suhteen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hammaspyörässä (1) on kierukkamaiset hampaat (63, 64) ja mainittua hammaspyörää (1) pyöritetään samanaikaisesti induktoripään (60a) poikittaisliikkeen kanssa ennalta määrättyjen välysten säilyttämiseksi jatkuvasti.

6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hammaspyörän (50a) kunkin hampaan kummassakin päässä on viistetty sisäänmeno-kohta (54).

7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysaine (3) on mineraaliöljyä.

8. Induktiokarkaisulaite hammaspyörän (1) hampaiden (A-E) sivun (B2, C1) ja juuripintojen (36) karkaisemiseksi, jotta saadaan aikaan pintakarkaistu kerros (33) pitkin näitä pintoja, joka laite käsittää: 1. sähköisesti käytettävän induktoripään (11a) (30) (60) (60a), jonka ulkoinen profiili olennaisesti sopii vierekkäisten hampaiden muodostaman parin (B, C) määräämään tilaan; 2. välineet, joilla aiheutetaan ohjattu suhteellinen poikit-taisliike induktoripäälle pitkin edellä mainittua tilaa, siten, että hammaspyörän hammasparin (B, C) juuri- (36) ja sivupinnat (B2, C1) kuumenevat; 28 776 9 5 3. jäähdytysainesäiliön (2), jossa on välineet hammaspyörän (1) asettamiseksi siihen siten, että se tulee täysin upotetuksi jäähdytysaineeseen (3), kun säiliö on täytetty jäähdy-tysaineella; ja 4. välineet (34, 35) jäähdytysaineen johtamiseksi hampaita (A-E) kohti induktoripään poikittaisliikkeen aikana, tunnettu siitä, että siinä on 5. säätövälineet (31,32) säilyttämään ennalta määrätyt välykset induktoripään ulkopinnan ja juuri- (36) ja sivupintojen (B2, C1) välillä ja siitä, että siinä on 6. välineet jäähdytysaineen suuntaamiseksi hammaspyörän ham-masparin kärkien (B3, C3) pinnoille ja kuumentumattomille sivupinnoille (B1, C2) ja hammaspyörän hammasparin välitilaan induktoripään edessä ja takana siten, että kuumennetut sivu-(B2, C1) ja juuripinnat (36) jäähtyvät.

9· Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että induktoripään (11a) korkeus on pienempi kuin hammaspyörän kunkin hammasparin (B, C) väliin määritetyssä tilassa olevan juuripinnan (36) ja kärkien (B3, C3) välisen tilan syvyys.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että induktoripään (30) korkeus on puolesta seitsemään kahdeksasosaan hammaspyörän hammastilan syvyydestä. 29 776 9 5