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Induktor zum Erwärmen von Glasformen
Bei der Glaserzeugung werden verschiedene Formen der Glaserzeugnisse durch Warmpressen in Guss- eisenformen erzeugt. Die Formen müssen vor dem Beginn des Pressens auf die Temperatur von etwa 450 bis 5000 C erwärmt werden. Wenn dann ein ununterbrochener Arbeitsprozess (Pressen) folgt, ist es nicht mehr notwendig, die Formen weiter zu erwärmen, weil sie auf der Temperaturhöhe durch Wärme über- nahme von dem flüssigen Glas gehalten werden, das in regelmässigen Intervallen durch einen Glasspeiser gespeist wird. Um das Temperaturansteigen der Formen durch den Einfluss der hohen Glastemperatur zu vermeiden, werden noch gewöhnlich auch manche Teile der formen gekühlt.
Das bisherige gebräuchliche Verfahren von Flammenerwärmung in den Öfen oder durch Abtropfen des flüssigen Glases hat verschiedene Nachteile. Der grösste Nachteil besteht in der ziemlich langen Zeit der Erwärmung. Während dieser Zeit kann das Entwertendes genau bearbeiteten aktiven Teiles der Form, der mit den Verbrennungsprodukten in Berührung kommt, durch Oxydation eintreten. Das Abtropfen des flüssigen Glases in die kalten Formen ist kostspielig und es besteht die grosse Gefahr des Zerspringens der Form durch den Einfluss von Wärmespannungen.
Die Nachteile der bisherigen Verfahren werden durch die elektrische Netzfrequenzinduktionserwärmung mittels des Induktors nach der Erfindung beseitigt. Die Vorteile dieser Lösung bestehen darin, dass das Erwärmen der Glasform grundsätzlich schneller vor sich geht als beim Erwärmen durch bekannte Verfahren.
Bei einer kurzen Zeit der Erwärmung kann es ja zu keinem Entwerten der Form durch die Oberflächenoxydation kommen.
Die Erwärmungszeit kann beliebig gewählt werden und ist bloss von der Grösse der gelieferten Leistung des Induktors abhängig. Die Grösse der gelieferten Leistung kann durch blosse Änderung der Anzahl der Spulenwindungen geändert werden.
Der Induktor ist direkt an das Niederspannungsnetz von 50 Hz anschliessbar ; der Bedarf von Überset- zungstransformatoren entfällt.
Der Induktor arbeitet mit einem guten Leistungsfaktor ; es genügt eine kleine Kapazität zur Kompensation der Blindleistung. Derselbe Induktor kann zum Erwärmen von verschiedenen Formen, die bezüglich der Form wenig abweichen, durch den blossen Austausch der Polschuhe verwendet werden.
Das elektrische Zubehör, das zum Erwärmen durch die beschriebenen Induktoren nötig ist, ist sehr billig und einfach bezüglich Bedienung und Instandhaltung.
Bei der Lösung der gleichzeitigen Erwärmung durch drei Induktoren ist das Dreiphasennetz symmetrisch belastet.
Der Induktor ist in einem Ausführungsbeispiel der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. 1 einen Schnitt durch den Induktor, der auf die Glasform zum Pressen eines Fernsehbildröhrenkonusses aufgesetzt ist, Fig. 2 denselben Induktor, der auf die Form zum Pressen einer Fernsehbildröhre aufgesetzt ist, Fig. 3 eine Ansicht des Induktors von unten.
In der Zeichnung bezeichnet 1 die Spule des Induktors, 2 die Glasform (zum Pressen des Fernsehbild- röhrenkonusses), 3 das Magnetjoch aus Transformatorenblechen, 4 die Polschuhe (aus Transformatorenblechen), 5 die Linien des magnetischen Kraftflusses, 6 die Glasform (zum Pressen der Fernsehbildröhre), 7 die Tragplatte des Induktors, 8 den Luftspalt zwischen dem Magnetjoch und der inneren Oberfläche der Form.
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Das Prinzip der Funktion des Induktors besteht darin, dass der durch die Spule 1 erzeugte magnetische
Kraftfluss 5 durch einen künstlich gebildeten magnetisch leitenden Weg 3,4 und durch das Material der
Form 2,6 durchgeht. Der magnetisch leitende Weg besteht aus Transformatorenblechen mit kleinem Ver- lustfaktor. Der diesen Weg durchströmende Kraftfluss bildet Hysterese- und Wirbelverluste, die klein und proportional der Qualität der Bleche und der gewählten Sättigung sind, analog wie in den Transformator- kernen. Diese Verluste werden durch das Kühlwasser abgeführt. Praktisch geht derselbe Kraftfluss durch die Form und induziert in ihr Ströme, die annähernd Ebenen durchfliessen, die senkrecht zur Symmetrieachse der Form liegen. Durch den Skineffekt werden diese Ströme zur inneren Wand gepresst und erwärmen durch Joul'sche Verluste die Form.
Der Induktor ist auf die Form so aufgesetzt, dass er mit einem Teil in die Form eingeschoben ist. Ein Ende des magnetisch leitenden Weges führt durch die obere Ebene der Form, das andere Ende ist einige Millimeter von dem inneren Mittelteil der Form entfernt. Der magnetisch leitende Weg ist durch Pakete in Form eines umgekehrten L gebildet. Die Pakete werden durch Wasser gekühlt, das die an die äusseren, zusammenziehenden Kupferbleche der Pakete angelöteten Röhren durch- fliesst. Der magnetische Kraftfluss wird durch einige Pakete, die radial von der Mitte zum äusseren Durchmesser der Form angeordnet sind, geführt.
Die Polschuhe 4, die an den äusseren Enden der Pakete befestigt sind, verteilen den magnetischen Kraftfluss auf eine grosse Fläche der oberen Berührungsebene der Form, um die örtliche Überhitzung zu vermeiden und eine gleichmässige Erwärmung des ganzen Querschnittes der Form zu erzielen.
Die Polschuhe 4 sind austauschbar, was die Verwendung einer Type des Induktors durch den blossen Austausch der Polschuhe (die verschiedene Höhen haben) zur Erwärmung verschiedener Glasformen, die bezüglich ihrer Form wenig abweichen, ermöglicht. Dies ist aus den Fig. l und 2 ersichtlich, in denen zwei gleiche Induktoren gezeichnet sind, die sich nur durch die Höhe der Polschuhe 4 unterscheiden, wobei der eine die Form des Fernsehbildröhrenkonusses (Fig. l) und der andere die Form derFemsehbildr' hte (Fig. 2) erwärmt. Die verschiedene innere Formgestaltung der beiden Formen verursacht bloss, dass sich die mittlere Länge der Luftspalte 8 in einem geringen Bereich ändert. Die Spule des Induktors 1 ist sehr einfach, und unabhängig von derinneren Gestalt der Form.
Sie ist durch ein laufendes Verfahren aus einem hohlen rundenkupterleitergewickeltund durchdas durchfliebende Wasser gekühlt. Sie wird von unten auf die senkrechten Enden der Pakete 3 aufgeschoben und gegen das Herausfallen gesichert. Dadurch, dass sie von der inneren Gestalt der Form nicht abhängig ist und ihr Durchmesser die ganze Fläche ausfüllen kann, die durch den magnetisch leitenden Weg begrenzt ist, kann man bei der Konstruktion einfach eine solche
Anzahl von Windungen ausführen, dass sie bei einem direkten Anschluss an das Niederfrequenznetz die ge- wünschte Leistung aufnimmt.
Dadurch, dass der magnetische Kraftstrom nur durch einen kurzen Luftspalt 8 durchgeht, besitzt der Induktor einen relativ guten Leistungsfaktor. Zur Kompensation der Blindleistung genügt eine kleinere
Kondensatorenbatterie als bei einem Induktor ohne Magnetjoch.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Induktor zum Erwärmen von Glasformen, der durch einen Netzfrequenzstrom gespeist wird, mit einer Spule aus einem hohlen runden Leiter, die auf gewöhnliche Art gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Strom der Spule (1) erzeugte magnetische Kraftfluss (5) in die Form (2,6) durch einen mittels Paketen (3,4) aus Transformatorenblechen gebildeten Weg eingeführt wird, wobei diese Pakete (3,4) die Form eines umgekehrten L haben, radial bezüglich der Mitte der Form angeordnet sind, ihre in den inneren Mittelteil der Form eingreifenden senkrechten Enden durch eine auf sie aufgeschobene Spule umspannt sind und zwischen den unteren Enden des Paketes (3) und der Form (2,6) ein Luftspalt (8) vorgesehen ist.