Einrichtung zum induktiven Erwärmen von Körpern aus Metall. Zur -Warmbehandlung von Gegenständen aus Metall, zum Beispiel zum Glühen oder Härten, ist es bekannt, das zu behandelnde Gut auf induktivem Wege zu erwärmen. Um eine möglichst grosse spezifische Leistung auf das Glühgut zu übertragen, sind hierzu so genannte Glühübertrager verwendet worden.
Diese bestellen aus einem Zwischenstromleit- körper solcher Form, dass ein primärer Strom belag bestimmter Länge auf einen Strombelag geringerer Länge verdichtet wird. Ein solcher Glühübertrager steht unter Wirkung einer Primärwicklung und weist einen als zuge hörige Sekundärwicklung dienenden, ge schlitzten Zylinder und eine geschlitzte Scheibe auf, in deren Öffnung das zu behan delnde Gut eingesetzt wird. Die Primärwick lung induziert in dem Zylinder einen Strom, der sich längs der Öffnung der Scheibe schliesst und auf induktivem Wege das Cllüh- gut erwärmt.
In den Fig.l und 2 ist ein solcher Glühübertrager \?" 3 dargestellt. Die Primärwicklung ist mit 1 bezeichnet, der ge schlitzte Zylinder lilit. 2 und die geschlitzte Scheibe mit 3. 4 ist. das zu behandelnde Gut. Aus Fig. 2 ist durch Pfeile ersichtlich, wie der Strom im Glühübertrager verläuft. Er fliesst längs des Umfanges des Zylinders 2, tritt dann auf der einen Seite des Schlitzes in die Scheibe 3 über, fliesst dein innern Umfang der Scheibe entlang und tritt auf der andern Seite das Schlitzes wieder in den Zylinder ein.
Da durch, dass der am äussern Umfang des Zylin- ders auftretende Strombelag auf die kleine Höhe der innern Scheibe verdichtet wird, tritt ein sehr grosser Strom in der Scheibe auf, welcher eine starke Erwärmung des Glühgutes hervorruft. Soll beispielsweise der Glühüber- trager zum Härten, beispielsweise der Ober fläche einer Welle, dienen, so wird diese zu nächst auf die Härtetemperatur erwärmt und dann abgeschreckt.
Die Frequenz, der Ströme, -elche die Primärwicklung erregt, kann ver schieden sein.. zum Beispiel niederfrequent, mittel- oder hochfrequent.
Um die Wirkung der Verdichtung des Strombelages des Glühübertragers zu steigern, zeichnet sich die erfindungsgemässe Einrich- tting- zum induktiven Erwärmen von Körpern aus Metall mit Hilfe eines Glühübertragers dadurch aus, dass für den Nutzfluss, der die Erwärmung des Gutes hervorruft, ein magne- ti.sclier Rückschluss vorgesehen ist.
Unter Nutzfluss ist dabei der Fluss zu verstehen, der durch das Glühgut hindurchtritt. Es ist zweckmässig, auch für den Hauptfluss, der die Primärwicklung mit dein als Sekundärwick lung dienenden Zylinder 2 verkettet, ebenfalls einen magnetischen Rückschlussweg vorzu sehen.
Man kann durch diesen Rückschluss weg erreichen, dass die primären und sekun dären Ainperewindungen ungefähr gleich gross werden, was wiederum zur Folge hat, dass der Strom in dem Teil des Glühüber tragers, welcher die Erwärmung des Glüh- g@tites bewirkt, ebenfalls relativ gross wird.
.11s nia-netisehen Rückschlussweg für den Nutzfluss kann man bei rotationssyinmetri- sehen Glühübertragern beispielsweise vier sternförmig angeordnete Blechpakete vor sehen, während der magnetische Rückschluss weg des Hauptflusses aus Eisenband gewickelt werden kann, das am Umfang mindestens an einer Stelle aufgeschlitzt ist, damit sieh keine =riurzschlusswindung bilden kann.
In den Fig.3 bis 10 sind vier Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Die Fig. ."j und 4 ein einfaches, luftgekühl tes Ausführungsbeispiel im Aufriss und Grundruss, die Fig. 5 und 6 eine wassergekühlte Aus führung, die Fig. 7 und 8 eine Abwandlung des Bei spiels nach den Fig. 5 und 6 und die Fig. 9 und 10 ein Ausführungsbeispiel mit einer mehrlagigen Primärwicklung.
In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungs beispiel im Aufriss und Grundruss derart. dar gestellt, dass die Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-III der Fig.4 zeigt, um Einzel heiten der Ausführung besser zeigen zu können. Der Konzentrator oder Cllühüber- trager 2, 3 steht wieder unter Wirkung der Primärwicklung 1 und besteht aus dem ge schlitzten Zylinder 2 und der geschlitzten Scheibe 3, in deren öffnung das zu behan delnde Gut, zum Beispiel die Welle 4, ein gesetzt ist.
Zur Verstärkung des Nutzflusses sind vier Blechpakete 5 vorgesehen, die einen Stern bilden und so ausgebildet sind, dass sieh für den Nutzfloss ein möglichst geschlos sener magnetischer Pfad bildet. Der Verlauf des Nutzflusses ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Um auch für den Hauptfloss einen magnetischen Rückschluss zu schaffen, sind Eisenbänder vorgesehen. Diese bestehen aus lauter einzelnen geschlitzten Zylindern. Man kann aber auch jeden dieser einzelnen Zylinder durch achsparallele Schlitze wieder in einzelne Teile unterteilen. Der Hauptfloss ist in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt.
Durch den Eisenschluss für den Haupt- fhiss wird erreicht, da.ss der primäre Strom- Belag und der auf dein Zylinder ? auftretende, sekundäre Strombelag möglichst eng gekop pelt sind, so dass die sekundären Amperewin- dungen ungefähr gleich den primären werden. Das bedeutet wiederum, dass der Strom am Innenrand der Scheibe möglichst gross wird.
Dadurch wird der Nutzfluss vera@rössert, der weiter dadurch erhöht wird, dass auch für diesen ein magnetischer Rückschluss vor gesehen ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 5 und 6; Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der Fio-. 6, und Fi-. 6 ist. ein Schnitt. nach der Linie VI-VI der Fig.5. Hier steht. der Konzentrator wieder unter Einfluss der Primärwicklung- 1., die wasser gekühlt ist, und besitzt.
einen äussern Zylin der 2 und einen innern Zylinder 7, in welchen das Glühgut 4 eingesetzt ist. Beide Zylinder sind durch einen Kegelmantel 8 und zwei trapezförrnige Abschlussseheiben 9 mitein ander verbunden.
Der Strom in dem äussern Zylinder, der durch Induktion von der Pri- rnärwickliing in diesem. induziert wird: schliesst sich über die trapezförmigen Ab schlussscheiben und den innern Zylinder des Konzentrators. Zur Verstärkung des Nutz flusses im Glühgut, der durch gestrichelte Linien dargestellt ist, ist wieder durch vier Blechpakete 5 ein Eisenrüeksehlusswe- vor gesehen.
Der gemeinsame Fluss (Hauptfloss), dessen Verlauf strichpunktiert dargestellt ist, hat ebenfalls einen nahezu aesehlossenen Eisenweg, indem zwischen dein äussern und in- nern Zylinder Teilzylinder 11 (nicht näher dargestellt) aus Eisen eingesetzt sind. Statt dieser Teilzylinder können jedoch auch, wie bei der Anordnung nach Fi < g. 3 und 4, wieder geschlitzte, ganze Zylinder' vorgesehen wer den.
Um den innern Teil des Konzentrators gut kühlen zu können, ist im Ausführungsbei spiel noch ein weiterer Zylinder 12 vorge sehen, der mit dem innern Zylinder zusammen einen Kühlwasserbehälter bildet, in welchen Kühlwasser an geeigneter Stelle eingeleitet und daraus wieder herausgeführt wird.
Der aus den Teilzylindern 11 bestehende Rüekschlussweg für clen Hauptfloss kann einen Luftspalt gegenüber den Blechpaketen 5 besitzen. Die Teilzylinder 11 können aber auch durch die Wandung des Kegelmantels 8 hin durch bis zur Berührung mit den Blech paketen 5 hindurchgeführt werden, wie es in Fig.7 angedeutet ist.
Auch wenn statt der Teilzylinder 11 geschlitzte ganze Zylinder, wie nach Fig. -1, vorgesehen werden, können diese nach Fig. 7 bis zur Berührung mit den Blechpaketen 5 gebracht werden; allerdings hängen dann die Zylinder 2 und 7 nur noch durch die trapezförmigen Abschlussstücke 9 miteinander zusammen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 9 und 10. Hier besteht der Konzen- trator aus drei im Querschnitt T-förmigen, geschlitzten Mittelstücken 20 und zwei daran angrenzenden, im Querschnitt L-förmigen Stücken 21. In den so gebildeten Zwischen räumen ist die wassergekühlte Primärwick lung 23 untergebracht. Die Breite v wird da bei gleich der doppelten Eindringtiefe der Ströme gewählt, während die Breite bi gleich der einfachen Eindringtiefe gewählt wird.
Die Eindringtiefe ist von den Materialwerten und der Frequenz abhängig und kann in be kannter Weise bestimmt werden. Bei der An ordnung nach Fig. 9 ist die axiale Länge des Konzentrators am äussern Umfang genau so gross wie an dein dein Glühgut zugewandten Teil, so dass durch Fortsetzung des gleichen Aufbaues in axialer Richtung beliebig grosse Längen des Glühgutes aufgeheizt werden können.
Für den Rückschluss des Nutzflusses sind wieder vier sternförmig angeordnete Eisen blechpakete 2-1 vorgesehen, für den Rück- sehluss des Hauptflusses, also des die Primär wicklung und den in den<B>L-</B> und T-förmigen Stücken induzierten Strom verkettenden Flusses, sind wieder Eisenbänder eingelegt, die entweder ans einzelnen geschlitzten Zylin dern bestehen können oder, wie im Ausfüh rungsbeispiel angenommen, aus vier Teilzylin dern 11.
Diese nehmen, wie in der Fig.9 angedeutet ist, lediglich den Raum zwischen den<B>L-</B> und T-förmigen Stücken ein; sie kön nen aber auch durch -die<B>L-</B> und T-förmigen Stiicke hindurclitreten, ähnlich wie in Fig. 7 die Teilzvlinder 11. durch den Kegelmantel 8 hindurehtreten, so da.ss wiederum für den Hauptfluss kein Luftspalt entsteht.
Der Ver lauf des Nutzflusses ist auch hier gestrichelt und der des Hauptflusses strichpunktiert ein- eezeichnet.