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In der Fleute 2
42897 Remscheid

ELO-RING

Compact, high-througput ring hardening machine

SMS Elotherm offers innovative machine concepts for the hardening of gear rings and large rings. High-throughput processes are available for hardening the teeth and bearing races of large rings. For bearing race hardening, SMS Elotherm has developed and patented the progressive scan hardening method, which avoids the otherwise customary soft zone – a new milestone in ring hardening. With the SMS Elotherm Configurator, systems that fulfil all customer requirements can be assembled from individual modules. The modular architecture facilitates economically-tailored and suitably-dimensioned hardening systems with optimised set-up times.

Induction hardening for wear-resistant surfaces

Whether in salt water environments, on the open sea or in dusty mining areas, gear rings must be able to withstand extreme conditions. It is essential that dynamically-loaded components in offshore wind turbines or in large mining machinery function reliably and with virtually zero maintenance.

The wear-resistant surfaces necessary for this are produced by induction hardening.

With wind turbines, for example, three different processes are used for induction surface hardening: scan hardening with or without a soft zone, and single-shot (full area) hardening.


Werkstücke

Key Features

SCAN HARDENING ANDSINGLE-SHOT HARDENING
DIAMETERUP TO 10 M
SENSOR-BASED INDUCTORPOSITIONING
HARDENING OF RINGSEGMENTS

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We are gladly there for you.

Technology

Gezielte Gefügestrukturveränderung

Durch die definierte induktive Erwärmung und durch Abschrecken mit dem Kühlmittel wird die Gefügestruktur des Stahls gezielt verändert – der Werkstoff wird hart. Dieser physikalische Effekt wird sowohl für Verzahnungen als auch für Laufbahnen genutzt.

Die Induktionslösungen von SMS Elotherm bringen für den Ringhärte-Prozess die exakt benötigte Energie ein. Systeme wie die patentierte Werkstückwirkleistungsmessung oder die sensorgestützte Lagekorrektur des Induktionswerkzeuges unterstützen die Effizienz und Präzision des Härteverfahrens und sorgen für eine durchgängig hohe, reproduzierbare Qualität der Werkstücke.

Härten von Getriebe-Ringen

Eine flexible Ringhärtemaschine der SMS Elotherm ist die ideale Lösung für das induktive Vorschub- oder Ganzflächenhärten mit Brausenabschreckung von Getriebe-Ringen. Die kompakte Härtemaschine, bei der alle erforderliche Komponenten und Einheiten auf einem Grundrahmen montiert sind, überzeugt vor allem durch ihre hohe Präzision und Produktivität bei der Ringhärtung.

Die kurzen Taktzeiten werden durch den Einsatz von Satellitentischen erzielt. Das Be- und Entladen erfolgt horizontal. Die induktive Härteanlage arbeitet mit einer vollautomatischen NC- Steuerung. Die geregelte Vorschubgeschwindigkeit ist werkstückabhängig stufenlos einstellbar. Eine Antasteinrichtung des Induktors für die Zahnhärtung sorgt für die Genauigkeit des induktiven Härteprozesses. Mittels einer direkt am Induktor angebrachten Brause wird das Werkstück für eine optimale Gefügestruktur abgeschreckt. Die Durchflussmenge für das jeweilige Werkstück erfolgt ebenfalls programmgestützt.

Ringhärte-Anlage zur Härtung von Großzahnrädern

Die horizontale Ringhärtemaschine ELO-RING Horizontal wird hauptsächlich zur induktiven Härtung von Großzahnrädern eingesetzt. Verglichen mit herkömmlichen Öfen zum Einsatzhärten erfordert die induktive Ringhärte-Anlage einen geringeren Investitionsaufwand. Gleichzeitig bietet sie mehr Prozesssicherheit, deutlich bessere Energieeffizienz und damit mehr Umweltfreundlichkeit.

Die Herausforderung bei der Ringhärtung besteht darin, dass die Ringe durch die vorgeschalteten Fertigungsschritte nicht mehr die vordefinierten, exakten Maße besitzen. Eine vorparametrierte Härtung allein führt daher nicht zu optimalen Ergebnissen.

SMS Elotherm setzt auf die Kombination einer NC-gesteuerten und sensorgestützten Induktorführung. Diese technologisch ausgereifte Methode stellt die exakte Positionierung des Induktors zwischen zwei Zahnmodulen sicher. Damit ist auch der perfekte Abstand zwischen Induktor und Material gegeben, sodass eine konstant hohe Härtequalität innerhalb engster Toleranzen erzielt wird.

Laufflächenhärtung

Zur Laufflächenhärtung bietet SMS Elotherm GmbH zwei Lösungen an: Die Standardmaschine ELO-RING Vertical mit Werkstücklage in 70° für das Vorschubhärten von Großwälzlagern und die schwenkbare Lösung ELO-RING Tilt mit Werkstücklage von 0° bis 70° für das Vorschubhärten sowohl von Großwälzlagern als auch von Großzahnrädern.

Zur Härtung von ein- oder mehrreihigen Laufbahnen von Großwälzlagern ist die Standardausführung der ELO-RING Vertical die richtige Wahl. Sie ermöglicht eine Vorschubhärtung mit Weichzone. Das heißt, der Ring dreht sich und wird am Induktor mit Abschreckeinrichtung vorbeigeführt. Prozessbedingt entsteht am Ende des Umlaufs eine Weichzone, die nicht gehärtet ist. Ringe von rund 3 m Durchmesser können in weniger als einer Stunde komplett gehärtet werden.

Schlupfloses Vorschubhärten für Ringe

Die SMS Elotherm GmbH hat das Verfahren zum schlupflosen Vorschubhärten für Ringe beliebiger Größen entwickelt und patentiert. Mit der ELO-RING Seamless gelingt es, die sonst prozessbedingte Weichzone zu vermeiden. Die auf dieser Maschine gehärteten Ringe eignen sich für alle hochbelasteten Anwendungen, z.B. bei Schwingungsbelastungen in Kernspintomographen, bei extremer mechanischer Beanspruchung in Tunnelvortriebsbohrkronen oder für witterungsbeständige und dauerhaft fest eingebaute Ringe im Offshore-Bereich.

Die ELO-RING Seamless besitzt nur zwei statt der sonst üblichen drei Induktoren. Damit ist das System wartungsfreundlicher und benötigt einen geringeren Aufwand an Mechanik und Steuerungstechnik. In der Startsequenz sind die Induktoren zusammengefahren. Nach einer kurzen gemeinsamen Bewegung in gleicher Richtung fährt einer der Induktoren in die entgegensetzte Richtung. So wird vermieden, dass zu Beginn der Härtung eine Weichzone verbleibt. Nach jeweils einer halben Umdrehung treffen die Induktoren erneut zusammen. Hier ist die Steuerung der Abschreckbrausen entscheidend, die eine Weichzone oder ein Anlassen vermeiden.

Hardening of gear rings

A versatile ring hardening machine from SMS Elotherm is the ideal solution for the induction hardening of gear rings with scan or single-shot hardening and spray quenching. With all necessary components and units mounted on a base frame, the most impressive features of the compact hardening machine are its high precision and productivity for ring hardening.

Short cycle times are achieved by using satellite tables. Loading and unloading are horizontal, while the induction hardening machine operates with a fully automatic NC controller. The regulated feed speed can be precisely adjusted to match the workpiece. Precise induction hardening of the gear teeth is ensured through a touch sensor on the inductor. A spray head mounted directly on the inductor quenches the workpiece to achieve an optimal microstructure. The flow rate can also be programmed for individual workpieces.

Ring hardening machine for large gears

ELO-RING Horizontal

The ELO-RING Horizontal ring hardening machine is mainly used for the induction hardening of large gears. Compared to a case hardening furnace, the induction ring hardening machine requires less capital expenditure, while offering higher process reliability as well as significantly higher energy efficiency and therefore a lower environmental impact.

The challenge in ring hardening is that due to upstream production steps, the rings no longer match their predefined dimensions. This means that a preconfigured hardening process will not lead to optimal results.

To counter this, SMS Elotherm uses a combination of NC-controlled and sensor-based inductor guidance. This technologically mature method ensures precise positioning of the inductor between two tooth modules. It also ensures perfect spacing between the inductor.

Bearing race hardening

ELO-RING Vertical

SMS Elotherm offers two solutions for bearing race hardening: the standard machine ELO-RING Vertical with a workpiece orientation of 70° for scan hardening of large roller bearings, and the pivoting ELO-RING Tilt with workpiece orientation from 0° to 70° for scan hardening of large roller bearings and large gears.

For hardening of single-row or multi-row races of large roller bearings, the standard version of the ELO-RING Vertical machine is the right choice. It enables scan hardening with a soft zone. With this machine, the ring rotates and is guided past the inductor with the quenching device, resulting in a soft, unhardened zone at the end of the cycle. Rings with a diameter of about 3 m can be completely hardened in less than one hour.

Progressive scan hardening for rings

SMS Elotherm has developed and patented the progressive scan hardening method for rings of any size. With ELO-RING Seamless, the soft zone otherwise resulting from the process can be avoided.

Rings hardened on this machine are suitable for all high-load applications, such as vibration loads in nuclear spin tomography machines, extreme mechanical stresses in tunnel boring heads, or weather-resistant and permanently installed rings in offshore installations.

ELO-RING Seamless has only two inductors instead of the usual three, making it easier to maintain and reducing the complexity of the mechanical and control subsystems. In the start sequence the inductors are moved together. After moving together in the same direction for a short while, one of the inductors starts moving in the opposite direction, which avoids leaving a soft zone at the start of hardening.

The inductors meet again after each has travelled around half of the circumference. At this point, correctly controlled quenching is essential to avoid tempering or a soft zone.

Downloads

Brochure: RingLine

Technical report: Induction hardening versus case hardening – a comparison

Technical report: Go hard into the wind - Induction hardening of large rings for wind turbines

Contact

Sascha Brill

Sales Hardening

+49 (0) 2191 891-571e-mail

Navid Gamerschlag

Sales Hardening

+49 (0) 2191 891-566e-mail

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