CH379661A - Verfahren und Einrichtung zur Induktionserwärmung von Teilen von Formen, Pressen und Einrichtungen zur Formgebung oder zur thermischen Polymerisation, Trocknung und anderen thermischen Behandlung von Materialien - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur Induktionserwärmung von Teilen von Formen, Pressen  und Einrichtungen zur Formgebung oder zur thermischen     Polymerisation,    Trocknung  und anderen thermischen Behandlung von Materialien    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfah  ren zur Induktionserwärmung von Teilen von For  men, Pressen und Einrichtungen für die Formung,  oder zur     thermi.schen        Polymerisation,    Trocknung und  anderen thermischen Behandlung von Materialien.  



  Bisher wurden Pressen, Formen und Einrichtun  gen zum Ausbacken, Trocknen und Formen, ge  gebenenfalls zum Aufbügeln von Isoliermaterialien  mittels Dampf, Heizkörper oder gegebenenfalls  durch Gleichstrom erwärmt, welch letzterer dem  Leiter zugeführt wird, auf dem das Isoliermaterial  gehärtet wird, oder aber es wird der Leiter ein  schliesslich der Isolation geformt, wofür die gesam  ten Form- oder     Ausbackvorrichtungen    in Heizöfen  eingeführt werden, in welchen das Isoliermaterial  unter der Einwirkung von Wärme die geforderten  Eigenschaften und Formen erhält.  



  Die Nachteile der bisherigen Verfahren liegen  darin,     dass    die zur Durchführung des Verfahrens  dampf- oder     heizkörperbetriebenen    Einrichtungen  nicht ohne kostspielige Vorkehrungen neuen, geän  derten Formen     angepasst    werden können.

   Demge  genüber wirkt sich beim Verfahren zur Erwärmung  mittels Gleichstrom als nachteilig aus,     dass    beim  Erhitzen der Isolation durch die Wärmeabgabe des  gleichstromdurchflossenen Leiters notwendigerweise  grosse     thermischeUnterschiede        zwischenderndenLei-          ter    berührenden Material und dessen äusseren Schich  ten auftreten, so     dass    bereits eine thermische Zer  störung der inneren Schichten des isolierenden oder  halbleitenden Materials auftreten kann, ohne     dass     die äusseren Schichten bereits dem angestrebten  thermischen     Prozess    unterworfen waren.  



  Ferner ist die Verfahrensdurchführung beim  Formen in geheizten     öfen    unterhalb Temperaturen    von     150-20011   <B>C</B> nicht durchzuführen, was zur Er  reichung der notwendigen Temperaturwerte bedeu  tende Energien verlangt. Zudem benötigen die Öfen  einen ganz beträchtlichen Raum. Desgleichen erge  ben sich bei allen diesen Verfahren zu deren Durch  führung überaus robuste Konstruktionen für die  Formungsvorrichtungen.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die  erwähnten Nachteile bekannter Verfahren zu ver  meiden und ein Verfahren zur Induktionserwär  mung zu schaffen, welches sich dadurch auszeich  net,     dass    ein     Kein    mit einem Wechselstrom von  industrieller Frequenz gespeist wird, wobei ein  Mantel, welcher den äusseren oder inneren Umfang  des zu erwärmenden Teils oder Materials begrenzt,  aus einem     ferromagnetischen    Material ausgebildet  ist.  



  Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung  zur Durchführung     des    erfindungsgemässen Verfah  rens, welche sich dadurch auszeichnet,     dass    der Man  tel den Kern     umfasst.     



  Das Verfahren soll nachfolgend anhand der  Zeichnung, welche eine beispielsweise Einrichtung  zur Durchführung des Verfahrens im Schnitt zeigt,  beispielsweise näher erläutert werden.  



  Gemäss der Zeichnung ist ein Kern<B>1</B> vorge  sehen, welcher aus Kupfer bestehen kann und mit  tels Wechselstrom mit industrieller Frequenz ge  speist wird. Dieser     Kein   <B>1</B> wird von einem aus     fer-          romagnetischem    Material bestehenden, zweiteiligen  Mantel 2 mit Abstand umgeben, wobei sich in dem  Zwischenraum zwischen Kern<B>1</B> und Mantel 2 das  zu erwärmende Material<B>3</B> befindet.  



  Die Querschnitte des vom Wechselstrom ge  speisten Leiters<B>1</B> und des Mantels 2 werden in      einem geeigneten gegenseitigen Verhältnis derart  gewählt,     dass    praktisch eine gleichmässige Erwär  mung in allen Teilen des Kernes, des Mantels und  der geformten Masse erreicht werden kann. Es wurde  gefunden,     dass    das bevorzugte Verhältnis der     Quer-          schnittsfläch-.    des     ferromagnetischen    Mantels 2 zur       Querschnittsfläche    des Kupferkernes<B>1</B> in derselben  Schnittebene im Bereich der Werte von 2 bis<B>7</B> liegt.  



  Bei Verwendung eines Kernes aus einem an  deren leitenden Material als Kupfer ändert sich  dieses Verhältnis entsprechend dem Verhältnis der  Leitfähigkeit des verwendeten Materials<B><I>A k</I></B> zur Leit  fähigkeit von Kupfer<B><I>A</I></B>     Cu.    In diesem Falle gilt  
EMI0002.0008     
    wobei Sm die     Querschnittsfläche    des Mantels und       Slz    die     Querschnittsfläche    des Kerns bedeutet. Falls  sich die Notwendigkeit ergibt, in verschiedenen  Schichten des Erzeugnisses ungleiche Temperatu  ren zu erzielen, so können thermische Unterschiede  in sehr wirksamer Weise durch Abschirmung des       ferromagnetischen    Mantels erreicht werden, und  zwar mittels Materialien von guter Leitfähigkeit,  z.

   B. durch Kupfer- oder Messingblech oder durch  eine geeignete Wahl des Luftspaltes im Mantel oder  des mit dem nichtmagnetischen Material ausgefüll  ten Spaltes, gegebenenfalls durch die Änderung), der  Wandstärke des Mantels.  



  Der Grad und die Dauer der Erwärmung wer  den durch den Speisestrom reguliert. Die Investi  tionskosten sind hierbei vergleichsweise sehr gering.  Der Leistungsbedarf für die Heizung ist ebenfalls  gering, da der     therinische    Wirkungsgrad der Ein  richtung sehr hoch ist und die Erwärmung unmit  telbar im Material erfolgt, das einen Arbeitsbestand  teil der Einrichtung darstellt, wodurch die Verluste  bloss auf die Wärmeableitung durch die Oberfläche  des Mantels beschränkt sind.

   Die Energiezufuhr er  folgt bloss während der Formungsdauer, was in  jenen Fällen vorteilhaft ist, wo die Einrichtung nach  Beendigung des Prozesses gekühlt werden     muss.     Ebenso ist der Leistungsfaktor auch bei geteiltem  Mantel sehr gut und erreicht Ordnungswerte von       cos        (p        =   <B>0,7</B> bis<B>0,8.</B>  



  Das vorstehend beschriebene Verfahren kann  unter anderen verwendet werden für die Härtung  und Formung der Isolation von Stäben für elek-         trische    Maschinen und zur Ausbildung von Schich  ten aus Kunststoffen für     stabförmige    Metallgegen  stände, wobei sich im letzteren Falle die Verwen  dung eines Hilfskernes aus leitendem Material als  erforderlich erweist.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Verfahren zur Induktionserwärmung von Tei len von Formen, Pressen und Einrichtungen für die Formung oder zur thermischen Polymerisation, Trocknung und anderen thermischen Behandlung von Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern<B>(1)</B> mit einem Wechselstrom von industrieller Frequenz gespeist wird, wobei ein Mantel (2), wel cher den äusseren oder inneren Umfang des zu er wärmenden Teils oder Materials<B>(3)</B> begrenzt, aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet ist.

   <B>11.</B> Einrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel den Kern umfasst. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch<B>11,</B> mit einem Kern aus Kupfer, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsfläche des ferromagneti- schen Mantels (2) zur Querschnittsfläche des Kup ferkernes<B>(1)</B> in derselben Schnittebene im Bereich der Werte von 2 bis<B>7</B> liegt. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch<B>11,</B> mit einem Kern aus von Kupfer abweichendem Material, da durch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Quer- schnittsfläche des Mantels (2) zur Querschnitts- fläche des Kerns<B>(1)</B> in derselben Schnittebene gleich EMI0002.0035 ist, wobei # Cu die Leitfähigkeit von Kupfer und<B>A<I>k</I></B> die Leitfähigkeit des Kernmaterials bedeuten.

   <B>3.</B> Einrichtung nach Patentanspruch<B>11</B> und Unteranspruch<B>1</B> oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ferromagnetische Mantel (2) durch ein Material von guter elektrischer Leitfähigkeit abge schirmt ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Tei len des Mantels (2) mit nichtferromagnetischem Material, z. B. Luft, ausgefüllte Spalte vorgesehen sind.