DE1092578B

DE1092578B - Zylindrische Induktionsspule fuer Niederfrequenz und Verfahren mit der Vorrichtung

Info

Publication number: DE1092578B
Application number: DEI12141A
Authority: DE
Inventors: Otto Junker
Original assignee: JUNKER FA O
Current assignee: JUNKER FA O
Priority date: 1956-08-30
Filing date: 1956-08-30
Publication date: 1960-11-10

Description

Zylindrische Induktionsspule für Niederfrequenz und Verfahren mit der Vorrichtung Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, bei der induktiven Bolzenerwärmung mit Niederfrequenz ein über die Längsachse von Bolzen mit verschiedener Länge gleichmäßig verlaufendes Erwärmungsbild oder eine gewünschte Temperaturdifferenz zu erzielen.
Die induktive Erwärmung von Metallbolzen, die anschließend einer Warmverformung zugeführt werden, wird bekanntermaßen mit Hilfe von zylindrischen Induktionsspulen durchgeführt, welche diese Bolzen umgeben. Für stärkere Bolzen bedient man sich dabei des Netzfrequenzstromes. Es sind zu diesem Zweck Induktionsspulen vorgeschlagen worden, die in der Längenbemessung einer gleichbleibenden Länge der zu erwärmenden Bolzen angepaßt sind. Um eine gleichmäßige Erwärmung des Werkstückes zu erzielen, ist der Vorschlag gemacht worden, mehrere Induktionsspulen für die Aufnahme des Werkstückes anzuordnen. Aus demselben Grunde hat man auch Bolzenerwärmungsanlagen mit einer beweglichen und oszillierenden Induktionsspule versehen. Ferner sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die wirksame Länge der Induktionsspule dadurch verändert wird, daß die Spule mit verschiedenen Anzapfungen ausgestattet ist, welche den vorkommenden verschiedenen Metallbolzenlängen entsprechen.
Die Erwärmung in solchen Induktionsspulen, deren Länge im wesentlichen der gegebenen Bolzenlänge angepaßt ist oder diese nur geringfügig überschreitet, wird eine Ungleichmäßigkeit in axialer Richtung ergeben, und zwar derart, daß die Achsenmitte des Bolzens sich stärker erhitzt als die beiden Enden. Um solche ungleichmäßigen Erwärmungen zu vermeiden, hat man bisher verschiedene Mittel angewandt. Man hat versucht, das elektromagnetische Feld durch Einführung von lamellierten Eisenkernen zu strecken. Diese Methode führt zu Energieverlusten durch Wärmeableitung und bringt daher Nachteile.
Bekannt sind auch Induktionsspulen, bei denen der Abschwächung der Intensität des Feldes an den Spulenenden dadurch begegnet wird, daß an den Enden eine Doppellage der Induktionsspule aufgebracht wird, wodurch die Feldabschwächung durch diese Verstärkung der Spulenintensität an den Enden kompensiert wird. Derselbe Effekt wird auch dadurch erreicht, daß durch ungleiche Dichte der Spulenwicklung die Feldkonzentration an den Bolzenenden stärker gewählt wird als in der Mitte.
Diese bekannten Maßnahmen haben durchweg den Nachteil, daß sie nur für bestimmte feste Bolzenlängen wirksam sind und sich nicht in einfacher Weise für verschiedene Bolzenlängen verwenden lassen.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch überwunden, daß die Spule in ihrer Länge axial in mindestens zwei Teile unterteilt ist, die gegeneinander axial, gegebenenfalls symmetrisch zur Bolzenmitte verschiebbar angeordnet sind.
Oft wird es genügen, die Spule nur in zwei Hälften zu unterteilen, welche in einem die axiale Verschiebung ermöglichenden Gestell gelagert sind, so daß die Spulenteile vom Abstand Null bis zu einem Abstand, der etwa dem Durchmesser der zu erwärmenden Bolzen entsprechen kann, voneinander getrennt werden können. Die Häufigkeit der Unterteilung der Spule hängt im wesentlichen von der Bolzenlänge ab.
Als eine zweckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgedankens kann die Bolzenerwärmungsanlage nach der Erfindung mit einer bekannten Einrichtung zur Kontrolle der Energieaufnahme oder der Temperaturdifferenz längs der Bolzenachse und mit einer von der Einrichtung automatisch gesteuerten Spulenvorschubeinrichtung versehen werden. Mit Vorteil läßt sich die erfindungsgemäße Anlage in sonst bekannter Weise senkrecht anordnen, um eine Reibung zwischen den zu erwärmenden Bolzen und den verschiebbaren Induktionsspulen zu vermeiden. Dabei kann ein den Bolzen tragender, auf- und abwärts beweglicher Stempel vorgesehen sein. Spulenteile oder Stempel können während der Erwärmung so bewegt werden, daß der Bolzen das gewünschte Erwärmungsbild erhält.
Sofern die Induktionsspulen, wie sonst bekannt, außen von ferromagnetischen Jochen umgeben sind, werden die Joche entsprechend unterteilt und mit bewegt. Die Bewegung der Spulenteile kann entweder von Hand oder automatisch erfolgen. Sie kann im einfachen Hin- und Rückweg verlaufen, sie kann aber auch oszillierend, also hin- und hergehend durchgeführt werden, wobei der Abstand und/oder der Pendelbereich (Amplitude) der oszillierenden Bewegung in die handbetätigte oder automatische Steuerung einbezogen werden können. Zuweilen wird bekanntlich eine Erwärmung von Metallen nicht gleichmäßig, sondern mit einer vorgeschriebenen Temperaturdifferenz über die Bolzenlängsachse verlangt. Typischer Fall ist die verlangte Übertemperatur an einem Bolzenende. Dieser Temperaturverlauf - also eine axiale Temperatursteigerung oder Temperaturkurve - läßt sich mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenso einstellen wie eine ebenmäßige Temperaturhöhe längs der Bolzenachse. Die axiale Verschiebung der Spulenteile kann dabei je nach Bedarf auch asymmetrisch oder exzentrischsymmetrisch gehandhabt werden.
Die Erfindung bezieht sich sowohl auf die beschriebenen Vorrichtungen als auch auf das Verfahren zur Anisendung mindestens einer dieser Vorrichtungen zur Erzielung der beschriebenen Wirkungen bei der Bolzenerwärmung. Praktische Versuche haben ergeben, daß auf diese Weise die gewünschte Temperaturgleichmäßigkeit oder der gewünschte Temperaturverlauf über die Bolzenlänge in verblüffend sicherer Weise erzielbar sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zylindrische Induktionsspule für Niederfrequenz, bevorzugt Netzfrequenz, zur Erwärmung metallischer Bolzen von stets gleichbleibender oder jeweils verschiedener Längenabmessung, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule in ihrer Länge axial in mindestens zwei Teile unterteilt ist, die gegeneinander axial, gegebenenfalls symmetrisch zur Bolzenmitte verschiebbar angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Einrichtung zur Kontrolle der Energieaufnahme oder der Temperaturdifferenz längs der Bolzenachse und eine von der Einrichtung automatisch gesteuerte Spulen-Vorschubeinrichtung.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch vertikale Anordnung der Vorrichtung.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Bolzen tragender, auf-und abwärts beweglicher Stempel vorgesehen ist.
5. Verfahren des induktiven Erwärmens von Bolzen mit der Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Spulenteile oder Stempel während des Erwärmungsvorganges so bewegt werden, daß der Bolzen das gewünschte Erwärmungsbild erhält.
6. Verfahren des induktiven Erwärmens von Bolzen mit der Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4 und nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubbewegung der Spulenteile bzw. des Stempels eine oszillierende Bewegung mit einstellbarer Amplitude überlagert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 541301, 730 073, 835 032; USA.-Patentschrift Nr. 2 540 700; französische Patentschrift Nr. 934 070.