DE102005061670B4

DE102005061670B4 - Verfahren zum induktiven Erwärmen eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102005061670B4
Application number: DE102005061670A
Authority: DE
Inventors: Jan Dr. Wiezoreck; Carsten Dr. Bührer
Original assignee: Zenergy Power GmbH
Current assignee: Zenergy Power GmbH
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: AU2006338053B2; EP1847157A1; CN101347045A; JP4571692B2; CA2634602A1; US20080017634A1; KR20080090433A; KR100957683B1; AU2006338053A1; WO2007093213A1; DE102005061670A1; JP2009521078A

Abstract

Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrisch leitenden Werkstückes durch Drehen des Werkstückes im Magnetfeld einer supraleitende Windungen umfassenden, gleichstromdurchflossenen Spulenanordnung um eine Drehachse, die mit der Hauptachse des Magnetfeldes einen Winkel einschließt, wobei die Flussdichte des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes längs der Drehachse unterschiedlich eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte mittels eines magnetischen Kurzschlusses in einem Teilbereich des Magnetfeldes erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrischleitenden Werkstücks durch Drehen des Werkstücks im Magnetfeld einer supraleitende Windungen umfassenden, gleichstromdurchflossenen Spulenanordnung um eine Drehachse, die mit der Hauptachse des Magnetfeldes einen Winkel einschließt, nach dem gemeinsamen Obergebriff der Ansprüche 1 bis 5.
Ein derartiges Verfahren ist aus der WO 2004/066681 A1 bekannt. Es ermöglicht die gleichmäßige Erwärmung des Werkstücks in einem statischen Magnetfeld, das verlustarm mittels einer hochtemperatursupraleitenden Spulenanordnung erzeugt wird. Das Werkstück kann insbesondere ein Block oder ein Billet z. B. aus Aluminium, Kupfer oder entsprechenden Legierungen sein. Übliche Durchmesser liegen zwischen 50 mm und 400 mm, übliche Längen zwischen 20 mm und 1.000 mm. Die Drehachse des Werkstücks schließt mit der Hauptachse des Magentfeldes einen Winkel von 90° ein. Nach dem bekannten Induktionsgesetz ist der Temperaturanstieg je Zeiteinheit umso größer, je höher die Flussdichte des Magnetfeldes und je höher die Drehzahl des Werkstücks ist.
Aus der WO 2005/109955 A1 ist ein Induktionsheizverfahren bekannt, bei dem ein Bolzen im Magnetfeld einer supraleitenden gleichstromdurchflossenen Spule rotiert wird. Die Rotationsachse des Bolzens ist orthogonal zur Spulenachse.
Nach der DE 1 215 276 A kann eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung eines in einem magnetischen Wechselfeld einer Induktionsspule erwärmten Werkstücks erreicht werden, wenn das Magnetfeld der Induktionsspule durch je eine elektrisch kurzgeschlossene, weitere Spule an jedem Ende der Induktionsspule eingestellt wird. Die Durchmesser der elektrisch kurzgeschlossenen Spulen sind veränderbar, wodurch die Blind- oder Wirkleistungsaufnahme dieser Spulen eingestellt werden kann.
Aus der DE 200 23 192 U1 ist ein Induktionstiegelrinnenofen zum Einschmelzen von metallischem Gut durch induzierte Ströme bekannt. Die Energieübertragung zwischen einem außenliegenden Induktor des Induktionstiegelrinnenofen und der zu erwärmenden Schmelze erfolgt zum einen durch ein sich ausbildendes elektromagnetisches Streufeld wie bei einem Induktionstiegelofen und zum anderen durch transformatorische Vekoppelung des magnetischen Flusses wie bei einem Induktionsrinnenofen. Zwischen Streufeldauskopplung und transformatorischer Verkettung kann im laufenden Ofenbetrieb durch Einschieben eines zentralen Joches in den Ofen umgeschaltet werden.
Aus der US 4 761 527 ist es bekannt ein Werkstück im Magnetfeld zweier magnetisch rückgeschlossener Spulen induktiv zu erwärmen.
Aus der DE 1 036 886 A ist eine Vorrichtung zur Induktionshärtung im Vorschubverfahren bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Werkstück durch eine erste wechselstromgespeiste Spule geschoben, um es auf die gewünschte Härtetemperatur zu erhitzen. Im Anschluss daran wird es abgeschreckt. Zwischend dem Erhitzen und dem Abschrecken muss einige Zeit liegen, damit die Karbide in dem Werkstück in ausreichendem Maße in Lösung gehen können. Dazu ist die Temperatur des Werkstücks in etwa konstant zu halten. Dazu wird vorgeschlagen zwischen der Spule und der Abschreckeinrichtung eine weitere wechselstromgespeiste Spule vorzusehen, so dass das Werkstück durch die erste Spule, im Anschluss daran durch die zweite Spule und dann durch die Abschreckvorrichtung geschoben wird.
Aus „Strangpressen", Aluminium-Verlag Düsseldorf, 2001, 553 bis 555, ist es bekannt, einen Block induktiv so zu erwärmen, dass er in axialer Richtung ein Temperaturprofil hat, das in einer nachfolgenden Umformzone zu einer über die Länge des Blocks gleichen, optimalen Temperatur führt. Bei Leichtmetallen soll deshalb der Blockanfang oder Blockkopf eine z. B. bis zu 100°C höhere Temperatur als das Blockende haben. Bei Kupferlegierungen ist häufig die umgekehrte Temperaturverteilung erwünscht. Der linear durch eine langgestreckte, ein Wechselfeld erzeugende Spulenanordnung bewegte Block wird hierzu nach gleichmäßiger Aufheizung auf eine Grundtemperatur durch Anschalten von Teilspulen in den gewünschten Bereichen zusätzlich erwärmt. Dieses Verfahren ist u. a. wegen der ohmschen Verluste in der Spulenanordnung und des regelungstechnischen Aufwandes kosteninstensiv.
Ausgehend von dem wesentlich kostengünstigeren Verfahren der einleitend angegebenen Gattung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren so weiterzubilden, dass die Temperatur des in der Regel zylinderischen Werkstücks längs seiner mit der Drehachse zusammenfallenden Mittelachse den gewünschten Verlauf, d. h. einen von Null verschiedenen, jedoch nicht notwendigerweise konstanten Temperaturgradienten hat.
Lösungen der Aufgabe sind in den unabhängigen Patentansprüchen wiedergegeben.
Die Flussdichte des das Werkstück durchsetzenen Magnetfeldes wird längs der Drehachse unterschiedlich eingestellt. Dies kann entweder durch gezielte Beeinflussung der örtlichen Flussdichte oder/und durch geeignete Positionierung des sich drehenden Werkstücks relativ zu dem stets inhomogenen Magnetfeld geschehen.
Im Folgenden werden der Einfachheit halber Bereiche geringerer Flussdichte als (relativ) schwächeres Magnetfeld und umgekehrt Bereiche höherer Flussdichte als (relativ) stärkeres Magnetfeld bezeichnet.
Die das Magnetfeld erzeugende Spulenanordnung ist bevorzugt hochtemperatursupraleitend. Sie kann insbesondere aus einer oder mehreren, im letzteren Fall mechanisch parallel nebeneinander angeordneten, einen etwa ovalen Raum umschließenden und ein Dipolmagnetfeld erzeugenden Spulen, sog. race-track-Spulen, bestehen. In diesem Raum dreht sich das Werkstück um eine mit der langen Achse des Ovals etwa zusammenfallende Drehachse.
Eine längs der Drehachse gezielt unterschiedliche Flussdichte kann z. B. mittels eines in einen Teilbereich des Magnetfeldes eingebrachten magnetischen Kurzschlusses erzeugt werden. Der magnetische Kurzschluß kann aus einem ferromagnetischen Körper bestehen. In der Nähe dieses Körpers ist das Magnetfeld schwächer. Der in diesem Magnetfeld liegende Bereich des Werkstücks wird dementsprechend schwächer erwärmt.
Die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte kann auch mittels einer Zusatzspule erzeugt werden.
Diese Zusatzspule kann z. B. parallelachsig versetzt zu der supraleitenden Spulenanordnung positioniert werden. Die Zusatzspule kann z. B. in Höhe des einen oder des anderen Endes des ovalen Raums seitlich an die Spulenanordnung angrenzend positioniert werden um das in diesem Bereich ohnehin stärkere Magnetfeld nochmals zu verstärken. Der sich in diesem Bereich befindende Teil des sich drehenden Werkstücks wird dann stärker erwärmt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Zusatzspule gleichachsig zu der Drehachse und das Werkstück konzentrisch umgebend in einem Teilbereich des Magnetfeldes zu positionieren. Das Werkstück wird dann sowohl von dem Magnetfeld der Spulenanordnung als auch von dem dazu orthogonalen Magnetfeld der in diesem Fall wechselstromgespeisten Zusatzspule durchsetzt.
Eine ortsabhängig unterschiedliche Flussdichte kann auch mittels eines die Spulenanordnung aussen umgebenden, ferromagnetischen Jochs erzeugt werden. Durch entsprechende Gestaltung der Geometrie des Jochs längs der geraden, langen Spulenseiten lässt sich die Stärke des Magnetfeldes längs der Drehachse beeinflussen. Das Joch hat gleichzeitig den Vorteil, das Magnetfeld der Spulenanordnung nach aussen abzuschirmen und bei gleicher Amperewindungszahl die Flussdichte in dem von der Spulenanordnung umschlossenen Raum und damit durch das Werkstück zu vergrößern.
Zur weiteren Erhöhung der Flussdichte kann das Joch ähnlich einem innenseitig offenen Torus ausgebildet sein.
Stattdessen kann das Joch auch einen geschlossenen oder offenen Ring- oder C-Querschnitt mit mindestens je einem Polschuh beidseits der Drehachse haben. Im Fall eines offenen Querschnitts (rechtwinklig zur Drehachse), genauer gesagt z. B. eines längs einer Mantellinie offenen Hohlzylinders, liegt die Drehachse des Werkstücks zwischen den die schlitzförmige Öffnung begrenzenden und die Polschuhe bildenden bzw. als Polschuhe ausgestalteten Flächen des Hohlzylinders.
Grundsätzlich kann die Spulenanordnung auf dem Joch an einer beliebigen Stelle sitzen. Das Magnetfeld kann jedoch auch mittels je einer supraleitenden Spule auf jedem Polschuh als Spulenanordnung erzeugt werden.
Die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte kann auch durch einen sich längs der Drehachse ändernden Abstand der Polflächen der Polschuhe des Jochs erzeugt werden.
Eine längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes kann insbesondere auch durch Änderung des von der Drehachse des Werkstücks und der Hauptachse des Magnetfeldes eingeschlossenen Winkels eingestellt werden. Dieser Winkel weicht dann von 90° ab. Der Punkt, um den die Drehachse gegen die Hauptachse des Magnetfeldes verkippt wird, kann in Abhängigkeit von der über die Länge des Werkstücks geforderten Temperaturverteilung gewählt werden. Wird die Drehachse beispielsweise um einen im Bereich einer Stirnfläche eines zylindrischen Werkstücks liegenden Punkt verkippt, so ver bleibt dieser Bereich des Werkstücks im Bereich des starken Magnetfeldes, während der gegenüberliegende Stirnflächenbereich sich in einem schwächeren Magnetfeld befindet und daher weniger stark erwärmt wird. Der Verkippungswinkel kann zwischen ca. 2° und ca. 20° liegen, entsprechend einem von der Drehachse und der Hauptachse des Magnetfeldes eingeschlossenen Winkel zwischen etwa 88° und 70°.
Ausführungsmöglichkeiten des Verfahrens nach der Erfindung und schematisch vereinfachte Anordnungen zu dessen Durchführung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigt:
1 eine supraleitende race-track-Spule mit einem magnetischen Kurzschluss in einer Aufsicht und einer Seitenansicht,
2 die gleiche Spule, jedoch mit einer parallelachsig versetzten Zusatzspule,
3 die gleiche Spule, jedoch mit einer wechselstromgespeisten Zusatzspule,
4 die gleiche Spule, jedoch mit zusätzlichem, einen Spulenschenkel umschließendem Joch,
5 einen Querschnitt durch die supraleitende Spule mit umgebendem Joch,
6a eine andere Ausführungsform einer supraleitenden Spulenanordnung mit Joch in einer Stirnansicht und einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,
6b die gleiche Spulenanordnung wie in 6a, jedoch mit verkippter Drehachse des Werkstücks,
7a eine supraleitende Spule auf einem Schenkel eines C-förmigen Jochs in einer Stirnansicht und einer teilweise geschnittenen und um 90° gedrehten Aufsicht
7b eine Stirnansicht eines C-förmigen Jochs mit einer Anordnung aus zwei supraleitenden Spulen,
8a eine race-track-Spule ähnlich 1, jedoch mit verkippter Drehachse des Werkstücks,
8b eine Anordnung aus zwei gleichachsigen, supraleitenden Spulen im Schnitt,
9 eine race-track-Spule wie in 1, jedoch mit im Spuleninnenraum linear längs seiner Drehachse verschobenem Werkstück,
10a ein Werkstück mit Temperaturmesspunkten,
10b das gleiche Werkstück mit um 6° gegenüber einer zur Achse eines Magnetfeldes ortogonalen Achse verkippter Drehachse,
11 eine vereinfachte, jedoch perspektivische Darstellung eines zylindrischen Werkstücks, dessen Längs- und Drehachse gegenüber der Ebene einer umgehenden race-track-Spule verkippt ist.
1 zeigt eine supraleitende race-track-Spule S in schematischer Vereinfachung. Sie umfasst eine Anzahl von nicht dargestellten Windungen und ist gleichstromdurchflossen, so dass sie ein Dipolmagnetfeld erzeugt. Dieses durchsetzt ein zylindrisches Werkstück W aus einem elektrisch leitenden Werkstoff. Das Werkstück kann z. B. ein Aluminiumbarren oder -billet sein. Das Werkstück W ist um seine Längsachse D drehangetrieben. Der Antrieb ist nicht dargestellt. Auf diese Weise wird das Werkstück W, wie bekannt, induktiv erwärmt. Um längs des Werkstückes einen Temperaturgradienten zu erzeugen, befindet sich in dem oberen Teil des ovalen Raumes ein magnetischer Kurzschluss K, hier in Form eines kurzen Zylinders aus einem ferromagnetischen Werkstoff. In der Nähe dieses Kurzschlusses K wird das das Werkstück W durchsetzende Magnetfeld B geschwächt. Der obere Endbereich des Werkstücks W erfährt deshalb eine geringere Erwärmung als diejenigen Bereiche des Werkstücks, die von dem ungeschwächten Magnetfeld der Spule S durchsetzt werden.
2 zeigt die prinzipiell gleiche Anordnung wie 1, jedoch ist parallelachsig versetzt zu der Spule S eine Zusatzspule Z angeordnet, deren Windungen ebenfalls gleichstromdurchflossen sind. Bei gleichem Wicklungssinn der Zusatzspule Z und der Spule S überlagern sich die Magnetfelder im Sinne einer Verstärkung des den oberen Teil des Werkstückes W durchsetzenden Gesamtmagnetfeldes. Dieser Teil des Werkstückes W wird deshalb stärker als der übrige Teil erwärmt. Soll ein anderer Bereich des Werkstückes W stärker als die übrigen Bereiche erwärmt werden, so wird die Zusatzspule Z in Richtung des Doppelpfeiles an die gewünschte Stelle verschoben. Die gewünschte Temperaturdifferenz oder Temperaturüberhöhung kann durch Veränderung des Erregerstromes der Zusatzspule Z eingestellt werden.
Gemäß 3 wird der gleiche Effekt durch eine wechselstromgespeiste Zusatzspule Z1 erreicht, die in dem von der Spule S umschlossenen Raum und das Werkstück W konzentrisch umgebend sowie längs des Doppelpfeiles verschiebbar angeordnet ist.
Statt wie in 1 lediglich einen magnetischen Kurzschluss in dem von der Spule S umschlossenen Raum vorzusehen, kann gemäß 4 ein geschlossenes Joch J um den oberen kurzen Schenkel der Spule S angeordnet sein. Das Joch J verbessert den magnetischen Kurzschluss und schirmt gleichzeitig das Magnetfeld der Spule S an dieser Stelle nach außen ab. Auch in dieser Ausführung wird dementsprechend der obere Bereich des Werkstückes W geringer erwärmt als der übrige Bereich.
Eine Abwandlung dieser Ausführung ist durch 5 veranschaulicht. Ein Joch J1 umschließt die gesamte Spulenanordnung und schirmt damit das Magnetfeld insgesamt nach außen weitgehend ab. Gleichzeitig verringert sich die zur Erzeugung des Magnetfeldes mit der Flussrichtung B benötigte Erregerleistung, genauer gesagt der Erregerstrom durch die Spule S. Die unterschiedliche Erwärmung des Werkstückes W, d. h. ein Temperaturgradient längs dessen Achse, kann auch in dieser Anorndung mit den anhand der 1 bis 3 erläuterten Maßnahmen erzielt werden.
Die in 6a dargestellte Anordnung geht von einem geschlossenen Joch J2 mit Polschuhen P1 und P2 aus, von denen jeder eine supraleitende Spule S1 bzw. S2 trägt, die elektrisch in Reihe geschaltet und gleichstromdurchflossen sind. Die unterschiedliche Stärke des Magnetfeldes ist durch die Strichstärke der die Feldlinien symbolisierenden Pfeile angedeutet. Wie die Seitenansicht verdeutlicht, kann durch mehr oder weniger weite Verschiebung des Werkstückes W längs seiner Drehachse D erreicht werden, dass ein Ende des Werkstückes W sich in dem zunehmend schwächer werdenden Streufeld außerhalb des Joches J2 dreht und dementsprechend schwächer als der übrige Bereich des Werkstückes W erwärmt wird.
6b zeigt eine ähnliche Anordnung wie 6a, jedoch wird das Werkstück W in diesem Fall nicht durch Verschiebung längs der Drehachse D sondern durch eine Verkippung dieser Drehachse gegenüber der langen Achse der Spulenanordnung S1, S2, J erzielt. Dies ist durch die halbperspek tivische Darstellung des zylindrischen Werkstückes W in der Stirnansicht der 6b angedeutet.
7a zeigt eine Anordnung, bei der eine supraleitende Spule S3 den langen Schenkel eines C-förmigen Joches J3 umschließt, zwischen dessen Polschuhen P3 und P4 sich das Werkstück dreht. Die geschnittene und gedrehte Aufsicht verdeutlicht, dass die Polschuhe P3 und P4 einen sich keilförmig von rechts nach links verengenden Raum um das Werkstück W begrenzen, so dass das Werkstück W sich fortschreitend von rechts nach links entsprechend dem abnehmenden Luftspalt zunehmend stärker erwärmt. Diese Anordnung hat den Vorteil eines über die Länge des Werkstückes näherungsweise konstanten Temperaturgradienten.
Nach dem gleichen Prinzip arbeitet die Anordnung nach 7b, mit dem einzigen Unterschied, dass an Stelle einer Spule hier zwei supraleitende Spulen S4 und S5 eingesetzt werden, von denen jede einen Polschuh P5 und P6 umgibt.
Die in 8a dargestellte Anordnung arbeitet mit einer race-track-Spule S analog 1, jedoch wird die unterschiedliche Erwärmung des Werkstücks W längs seiner Drehachse D dadurch erzielt, dass diese Drehachse gegenüber der Mittelebene der Spule S um einen Winkel α um einen auf der Mittelachse M liegenden Punkt verkippt ist. Infolge dessen nimmt die Flussdichte B vom unteren zum oberen Ende des Werkstückes W ab, so dass das obere Ende des Werkstückes weniger stark als dessen übriger Bereich erwärmt wird.
Nach dem gleichen Prinzip arbeitet die Anordnung nach 8b, jedoch mit zwei gleichachsig neben- bzw. hintereinander angeordneten, supraleitenden Spulen S6 und S7, wodurch eine höhere Flussdichte B erzielt wird.
Auch 9 zeigt eine race-track-Spule S, die das Werk stück W umschließt. Das Werkstück ist jedoch aus seiner symmetrischen Lage im von der Spule S umschlossenen Raum längs der Drehachse D nach oben verschoben. Infolge dessen liegt der obere Teil des Werkstückes W in einem Bereich höherer Flussdichte B als der übrige Bereich des Werkstückes, wird also stärker erwärmt. Analog der Anordnung in 8a kann das Werkstück gewünschtenfalls zusätzlich um einen dann zweckmäßig im Bereich der oberen Stirnfläche liegenden Punkt aus der Mittelebene der Spule S heraus verkippt werden (nicht dargestellt).

Die nachfolgende Tabelle veranschaulichen an einem numerischen Beispiel die erzielbaren Temperaturen und Temperaturunterschiede. Das Werkstück besteht aus einem Billet mit einer Länge von 800 mm und einem Durchmesser von 250 mm. In der Tabelle ist mit "Ausgleich" eine Wartezeit nach Beendigung der induktiven Erwärmung und vor Ermittlung der Temperaturen an den in 10a eingezeichneten Punkten bezeichnet. Der Verkippungswinkel α in der ersten Spalte ist wie in 8a und 10b definiert. Die Linearverschiebung in der zweiten Spalte bezieht sich auf die an Hand von 9 erläuterte Verschiebung längs der Drehachse D des Werkstückes. Insbesondere die Einträge in den letzten fünf Zeilen zeigen, dass es vorteilhaft sein kann, die beiden grundsätzlich getrennt anwendbaren Maßnahmen der Verschiebung des Werkstückes und der Verkippung dessen Drehachse auch kombiniert anzuwenden.

Billet		Spule					Temperatur
α [°]	Linearverschiebung aus Mitte [mm]	i-Länge [mm]	Drehzahl [Hz]	Ausgleich [s]	a [°C]	b [°C]	c [°C]	d [°C]
0 2 3 5 6 10	0 0 0 0 0 0	1500 1500 1500 1500 1500 1500	4 4 4 4 4 4	50 50 50 50 50 50	350 355 360 350 350 312	350 360 350 305 280 200	380 385 385 360 340 255	405 420 415 393 366 284
6 6 6	0 0 0	1500 1500 1500	4 5 6	50 50 50	350 445 550	280 360 435	340 420 500	366 460 550
6 6 0	0 0 0	1500 1500 1500	5 6 5	150 150 150	460 545 470	375 445 470	430 495 475	440 505 490
0 6 6 6 6	0 0 –50 –100 –200	1500 1500 1500 1500 1500	5 5 5 5 5	150 150 150 150 150	470 470 480 490 535	470 375 370 370 370	475 430 430 440 450	490 440 445 440 450

11 veranschaulicht perspektivisch jedoch schematisch vereinfacht ein Billet mit verkippter Drehachse in einer race-track-Spule.

Claims

Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrisch leitenden Werkstückes durch Drehen des Werkstückes im Magnetfeld einer supraleitende Windungen umfassenden, gleichstromdurchflossenen Spulenanordnung um eine Drehachse, die mit der Hauptachse des Magnetfeldes einen Winkel einschließt, wobei die Flussdichte des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes längs der Drehachse unterschiedlich eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte mittels eines magnetischen Kurzschlusses in einem Teilbereich des Magnetfeldes erzeugt wird.
Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrischleitenden Werkstückes durch Drehen des Werkstückes im Magnetfeld einer supraleitende Windungen umfassenden, gleichstromdurchflossenen Spulenanordnung um eine Drehachse, die mit der Hauptachse des Magnetfeldes einen Winkel einschließt, wobei die Flussdichte des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes längs der Drehachse unterschiedlich eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte mittels einer gleichstromgespeisten Zusatzspule erzeugt wird, die parallelachsig zur Spulenanordnung versetzt und deren Wicklungssinn gleich dem Wicklungssinn der Spulenanordnung ist.
Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrischleitenden Werkstückes durch Drehen des Werkstückes im Magnetfeld einer supraleitende Windungen umfassenden, gleichstromdurchflossenen Spulenanordnung um eine Drehachse, die mit der Hauptachse des Magnetfeldes einen Winkel einschließt, wobei die Flussdichte des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes längs der Drehachse unterschiedlich eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte mittels einer wechselstromgespeisten Zusatzspule, die innerhalb der Spulenanordnung gleichachsig zur Drehachse das Werkstück konzentrisch umgebend angeordnet ist, erzeugt wird.
Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrischleitenden Werkstückes durch Drehen des Werkstückes im Magnetfeld einer supraleitende Windungen umfassenden, gleichstromdurchflossenen Spulenanordnung um eine Drehachse, die mit der Hauptachse des Magnetfeldes einen Winkel einschließt, wobei die Flussdichte des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes längs der Drehachse unterschiedlich eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte Mittels eines die Spulenanordnung aussen umgebenden ferromagnetischen Jochs erzeugt wird.
Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrischleitenden Werkstückes durch Drehen des Werkstückes im Magnetfeld einer supraleitende Windungen umfassenden, gleichstromdurchflossenen Spulenanordnung um eine Drehachse, die mit der Hauptachse des Magnetfeldes einen Winkel einschließt, wobei die Flussdichte des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes längs der Drehachse unterschiedlich eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte durch Änderung des von der Drehachse und der Hauptachse des Magnetfeldes eingeschlossenen Winkels eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch ähnlich einem innenseitig offenen Torus ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Joch mit einem offenen oder geschlossenen Ringquerschnitt oder mit einem C-Querschnitt mit mindestens je einem Polschuh beidseits der Drehachse verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld mittels je einer supraleitenden Spule auf jedem Polschuh als Spulenanordnung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, das die längs der Drehachse unterschiedliche Flussdichte durch einen sich längs der Drehachse ändernden Abstand der Polflächen der Polschuhe erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Drehachse und der Hauptachse des Magnetfeldes eingeschlossene Winkel auf einen Wert zwischen 70° und 88° eingestellt wird.