DE1081583B - Spulenfoermiger Induktor fuer elektroinduktives Erwaermen von metallischen Werkstuecken - Google Patents

Description

Induktionsheizeinrichtungen werden bekanntlich vielfach in der Weise verwendet, daß die Werkstücke durch den Induktor hindurchgeschoben werden, wobei sie auf Teilen des Induktors oder auf Teilen, die mit dem Induktor verbunden sind, gleiten. Diese Art, einen Induktor zu betreiben, spielt vor allem dort eine Rolle, wo es sich darum handelt, Werkstücke zu erwärmen, die nachfolgend einer Warmformgebung unterworfen werden sollen. Gerade bei dieser Verwendungsart ist der Induktor durch Verschleißerscheinungen besonders gefährdet, weil es sich meist um roh vorgeschmiedete oder vorgewalzte Werkstücke handelt, die außerdem mit Zunder besetzt sind, der zum Verschleiß beiträgt. Darüber hinaus ist der Induktor auch der Gefahr rein mechanischer Zerstörung im rauhen Schmiedebetrieb unterworfen. Selbstverständlich können aber auch in Verbindung mit Erwärmungen zu anderen Zwecken die gleichen Schwierigkeiten auftreten.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten des Betriebes der Induktoren sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden, ohne daß diese jedoch bisher voll befriedigten. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, den Induktorraum mit einer Asbestmasse auszukleiden, auch Quarzrohre, Zementmassen u.dgl. sind versucht worden. Diese Massen haben den Nachteil, daß infolge der Temperaturdifferenz zwischen der wassergekühlten Spule und der heißen Oberfläche der Werkstücke, die bis zu 1300° C betragen kann, Risse in der Masse auftreten, die schließlich vor allem dann, wenn im unterbrochenen Betrieb gearbeitet wird, ein Zerbröckeln der Masse zur Folge haben. Es ist ferner versucht worden, Führungsbänder oder -streifen anzuordnen, auf denen die Werkstücke gleiten. Die Streifen müssen auch dann, wenn sie aus nichtferromagnetischem austenitischem Werkstoff hergestellt sind, verhältnismäßig schmal gemacht werden, um die Entstehung von Wirbelströmen zu vermeiden, die zu einem unerwünschten Aufheizen der Führungsstreifen führen würden. Diese Führungen haben die Eigenschaft, sich zu werfen. Tritt eine solche Verwerfung der Führungen ein, so gibt es Klemmungen der durchzusetzenden Werkstücke, wodurch Stockungen des Fließbetriebes entstehen.

Die bisherigen Lösungen entsprechen somit, rein mechanisch gesehen, nicht den Anforderungen, die an Führungen für die Werkstücke zu stellen wären. Die Auskleidung mit Massen irgendwelcher Art erweisen sich nicht als genügend verschleiß- und widerstandsfähig, und die metallischen Führungen sind nicht genügend formbeständig, um auf die Dauer ihrer Aufgabe gewachsen zu sein. Beide Formen der Induktora.usgestaltung haben aber noch einen wesentlichen Nachteil, der vornehmlich elektrischer Art ist. Die Spulenförmiger Induktor

für elektroinduktives Erwärmen

von metallischen Werkstücken

Anmelder:
Deutsche Edelstahlwerke

Aktiengesellschaft,
Krefeld, Oberschlesienstr. 16

Zerstörung der Auskleidungsmasse bringt früher oder später die Werkstücke, die durch die Spule durchgesetzt werden, in unmittelbare Berührung mit der Spule. Das Werfen der Führungen und das damit verbundene Verklemmen der Werkstücke im Wirkraum gibt Anlaß dazu, daß diese mit den Spulenwindungen in Berührung geraten, wodurch die Isolation zerstört wird. Auch bei dem Bestreben, mit Stangen od. dgl. die mechanische Klemmung zu beseitigen, kann es zu Zerstörungen der Isolation der Spulenwindungen kommen. In allen Fällen tritt leitende Berührung mit den Spulenwindungen auf, die vielfach bei diesen Geräten eine Spannung bis 2000 Volt führen. Das Bedienungspersonal ist mithin in starkem Maße gefährdet, zumal die Werkstücke, beispielsweise wenn die Erwärmungseinrichtung in Verbindung mit Warmformgebungsmaschinen verwendet wird, von Hand beispielsweise mit Zangen in die Warmformgebungsmaschine übergeführt werden.

Es kommt mithin darauf an, den Induktor so auszugestalten, daß sein Wirkraum den mechanischen Beanspruchungen durch die hindurchzuführenden Werkstücke gewachsen ist, daß die Werkstücke die Induktorwindungen bzw. deren Isolation nicht zerstören können und bei irgendwelchen dennoch eintretenden Berührungen kein das Bedienungspersonal gefährdendes Potential annehmen können und daß ein möglichst großer Kopplungsgrad zwischen Werkstück und Induktorwindungen erzielt wird.

Die Erfindung geht aus von einem spulenförmigen Induktor für elektroinduktives Erwärmen von metallischen Werkstücken mit' einer metallischen längsunterteilten Auskleidung des Induktorwirkraumes, die als Träger für Werkstücke dient. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische oder rechteckige

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Auskleidung aus einzelnen, vorzugsweise vier, nicht zusätzlich gekühlten Blechstreifen mit einer gegenüber ihrem seitlichen Abstand großen Breite aus austenitischem Stahl besteht, deren abgewinkelte Enden mittels Bohrungen frei beweglich verschiebbar auf den die Wirkraumöffnungen umgebenden Bolzen geführt sind. Bemerkenswerterweise hat sich gezeigt, daß die Trägerbleche in einer solchen Anordnung erhebliche Leistungen aus dem Induktionsfeld nicht aufnehmen und wegen ihrer metallischen Befestigung am Induktorgehäuse einen vollkommenen Schutz davor bieten, daß bei einer dennoch eintretenden Berührung zwischen einem Werkstück und einer oder mehreren Windungen der Spule ein unzulässig hohes Potential in diesem Werkstück bzw. in den mit einem solchen Werkstück in Berührung stehenden anderen Werkstücken oder Werkzeugen entsteht. Die Werkstücke liegen in jedem Falle auf der geerdeten Führung auf, so daß lediglich ein Kurzschluß zwischen den Induktorwindungen und der geerdeten Ausklei- so dung auftritt.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist nicht nur dort anwendbar, wo Werkstücke fortlaufend in einem langen Strang nacheinander mittels Vorschubstempel od. dgl. durch den Induktor hindurchgefördert wer- »5 den, sondern auch in den Fällen, in denen beispielsweise Werkstücke, wie Stangen od. dgl., einendig angewärmt werden sollen und zu diesem Zweck von einer Seite des Induktors her kurzzeitig eingeführt und wieder herausgezogen werden. Auch hier besteht in hohem Maße die Gefahr, daß das meist von Hand durchgeführte Einbringen der Werkstücke zu einer Zerstörung der Induktorwindungen führt, wenn eine Einrichtung gemäß der Erfindung nicht vorgesehen ist.

Abb. 1 zeigt eine Endansicht einer bevorzugten Ausführungsform. An dem Induktorgehäuse 1 mit rundem Querschnitt sind Bolzen 2 an der Endwand aus Isolierstoff, beispielsweise Asbestschiefer, befestigt. Auf diese Bolzen sind die Winkelstücke 3 der axial durch den Wirkraum 4 hindurchragenden Führungsbleche 5 aufgeschoben. Die entgegengesetzte Seite ist vorzugsweise entsprechend ausgebildet. Es wäre indes auch möglich, an dieser Stelle die Führungen 5 fest einzuspannen.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Bolzen 2 auch auf. einem .Ring untergebracht werden können, der an der Gehäusewand befestigt ist. Der Ring muß geschlitzt sein, um das Kreisen von Wirbelströmen zu unterbinden.

Abb. 2 zeigt einen axialen Längsschnitt einer bevorzugten weiteren Ausführungsform des Erfindungsgedankens. Die Führungsstreifen 5 sind hierbei fest mit geschlitzten Ringen 6 verbunden. Die Form der Ringe ist deutlicher erkennbar aus der Endansicht (Abb. 3). Die Verbindung der Führungen 5 mit dem Ring kann in _ beliebiger Weise erfolgen. Die einfachste Verbindung ist das Verschweißen. Die Führung der mit den Ringen vereinigten Streifen 5 ererfolgt durch die Öffnungsränder der Abschlußplatten 7, die beispielsweise aus Asbestschiefer hergestellt sein können. Um die Drehung der Ringe zu verhindern, ist für jeden Ring ein Bolzen 8 vorgesehen, auf denen sich die Ringe axial frei bewegen können. Es ist aber auch möglich, zwei oder mehrere solcher Bolzen vorzusehen, so daß der gesamte durch die Verbindung von Ringen und Streifen entstandene Käfig axial frei beweglich von dem Bolzen geführt wird.

Falls die Induktorform rechteckig ist, werden an Stelle der Ringe Rahmen verwendet, die ebenfalls geschlitzt sein müssen.

Die Erdung der Innenauskleidung des Induktors kann in beliebiger Weise erfolgen, am einfachsten indes dadurch, daß mindestens ein Ring bzw. ein Rahmen an Erde gelegt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spulenförmiger Induktor für elektroinduktives Erwärmen von "metallischen Werkstücken mit einer metallischen fängsunterteilten Auskleidung des Induktorwirkraumes, die als Träger für Werkstücke dient, dadurch, gekennzeichnet, daß die zylindrische oder rechteckige Auskleidung aus einzelnen, vorzugsweise vier, nicht zusätzlich gekühlten Blechstreifen mit einer gegenüber ihrem seitlichen Abstand großen Breite aus austenitischem Stahl besteht, deren abgewinkelte Enden mittels Bohrungen frei beweglich verschiebbar auf den die Wirkraumöffnungen umgebenden Bolzen geführt sind.

2. Induktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen am Induktorgehäuse befestigten geschlitzten Ring oder Rahmen als Träger für die Bolzen oder Stifte.

3. Induktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen an beiden Enden fest mit je einem geschlitzten Ring oder Rahmen verbunden sind, wobei die Ringe oder Rahmen an mindestens einem die Drehung verhindernden Bolzen geführt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 612 766;
USA.-Patentschrift Nr. 2 572 073.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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