DE1112794B

DE1112794B - Device for medium-frequency inductive heating of heavy forged blanks

Info

Publication number: DE1112794B
Application number: DEP20334A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Artur Schmidt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1958-03-15
Filing date: 1958-03-15
Publication date: 1961-08-17
Also published as: GB907880A

Description

Vorrichtung zum mittelfrequenten induktiven Erhitzen von schweren Schtniederohlingen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mittelfrequenten induktiven Erhitzen von schwereren Schmiederohlingen.Device for medium-frequency inductive heating of heavy Schtniederohlingen The invention relates to a device for medium-frequency inductive heating of heavier forged blanks.

Es ist bekannt, beim induktiven Erhitzen von Werkstücken Drehtische zu benutzen, die als Ganzes lieb- bzw. senkbar und drehbar sind, wobei sie das Werkstück unter die Induktionsspule befördern, es anheben, bis es sich in der Spule befindet, und nach Erreichen der gewünschten Temperatur wieder abwärts befördern und weiterbewegen. Hierfür ist der Drehtisch so ausgebildet, daß er die entsprechenden Bewegungen vollführen kann. Bei diesen bekannten Vorrichtungen stehen die Induktionsspulen still, und nur der Drehtisch mit den Werkstücken führt entsprechende Bewegungen aus.It is known to use turntables for inductive heating of workpieces to use, which are lovable or lowerable and rotatable as a whole, with the workpiece move it under the induction coil, lift it until it is in the coil, and after reaching the desired temperature, move it down again and move on. For this purpose, the turntable is designed so that it can perform the appropriate movements can. In these known devices, the induction coils stand still, and only the turntable with the workpieces carries out corresponding movements.

Es ist auch bereits eine Vorrichtung zum induktiven Erhitzen von Werkstücken bekannt, bei der langgestreckte Werkstücke, durch eine Heizspule mit selbsttätig gesteuerter veränderlicher Geschwindigkeit hindurchgeführt und danach abgeschreckt werden. Diese Vorrichtung ist nach Art eines Drehtisches aufgebaut, und bei ihm sind mehrere Induktionsspulen mit senkrechter Achse vorgesehen. Hierbei werden die langgestreckten Werkstücke von einer doppelten, die Werkstücke an ihren Enden erfassenden Halterung getragen, und diese Halterungen sind so ausgebildet, daß sie während des Umlaufs des Drehtisches das Werkstück durch die Induktionsspule hindurchbefördern.It is also already a device for inductive heating of workpieces known, in the elongated workpieces, by a heating coil with automatically controlled variable speed passed and then quenched will. This device is constructed in the manner of a turntable, and with him several induction coils with a vertical axis are provided. Here are the elongated workpieces from a double, gripping the workpieces at their ends Bracket carried, and these brackets are designed so that they during the The workpiece through the induction coil.

Diese bekannten Vorrichtungen eignen sich aber nicht dazu, schwere Schmiederohlinge in stetigem Betrieb auf die für das Schmieden erforderliche Temperatur zu bringen. Hier muß für eine durchaus gleichmäßige Temperatur gesorgt werden, und deshalb müssen die Induktionsspulen so groß gewählt werden, daß sie jeweils ein Werkstück völlig aufnehmen können. Wichtig für den Betrieb ist es auch, wenn diese Vorrichtung ein praktisch zunderfreies Glühen ermöglicht, was bei den bekannten Vorrichtungen nicht der Fall ist.However, these known devices are not suitable for bringing heavy forging blanks to the temperature required for forging in continuous operation. A uniform temperature must be ensured here, and therefore the induction coils must be selected so large that they can each fully accommodate a workpiece. It is also important for operation if this device enables a practically scale-free annealing, which is not the case with the known devices.

Daher kennzeichnet sieh die Vorrichtung nach der Erfindung zum induktiven Erhitzen von schwereren Schmiederohlingen in folgender Weise: durch die Anwendung des Drühtisch-Drehinduktor-Priinzips, durch der Anzahl der Induktoren entsprechende, senkrecht verschiebbare und angetriebene Aufnahmen, die während des ersten Drehschrittes das Werkstück von unten in den seitlich und oben geschlossenen Induktor einführen und diesen unten abschließen, während der nächsten Drehschritte dort fest halten und während des letzten Drehschrittes vor dem Erreichen der Entladungsstellung absenken, und ferner durch wassergekühlte Schleifringe für die Übertragung des Stromes -direkt auf die Induktionsspulen. Hierbei wird der Vorteil erreicht, daß für das Erwärmen des einzelnen Werkstückes die gesamte Zeit zur Verfügung steht, die der Drehtisch benötigt, um fast einen vollen Umlauf auszuführen. Ferner ist hierbei die Zufuhr des mittelfrequenten Stromes mit gutem Wirkungsgrad möglich, da eine galvanische Kopplung benutzt wird, die keine Frequenzabhängigkeit zeigt, und auch bei sehr großen Stromstärken ist ein betriebssicheres Arbeiten möglich, da die Schleifringe großflächig und außerdem wassergekühlt ausgeführt sind.Therefore, see the device according to the invention for inductive Heating of heavier forging blanks in the following way: by application of the turntable rotary inductor principle, by the number of inductors, vertically displaceable and driven recordings during the first turning step insert the workpiece from below into the inductor, which is closed at the side and at the top and lock it at the bottom, hold it there during the next turning steps and lower during the last turning step before reaching the unloading position, and also by water-cooled slip rings for the transmission of the current -directly on the induction coils. This has the advantage that for heating of the individual workpiece is available for the entire time that the turntable needed to make almost a full revolution. Furthermore, here is the supply of the medium-frequency current is possible with good efficiency, since a galvanic Coupling is used that shows no frequency dependence, and also at very large Safe working is possible with current strengths, since the slip rings are large and are also water-cooled.

Im Interesse einer möglichst einfachen Bedienung und auch der Platzersparnis ist es zweckmäßig, wenn bei einer Vorrichtung nach der Erfindung die Belade-und die Entladestellung identisch sind. Es kann dann vor dem Drehtisch an der Be- und Entladestelle eine Transporteinrichtung angeordnet werden, die zweckmäßig aus zwei Schwingen besteht und bei der nach dem Einfahren eines heißen Werkstückes in die Entladestellung die Eiltladeschwinge unter das Werkstück greift und es herausschwenkt, worauf die Beladeschwinge ein frisches auf sie gesetztes Werkstück über die Aufnahme schwenkt und auf ihr absetzt, bevor der nächste Drehschritt des Tisches erfolgt.In the interest of the simplest possible operation and also to save space it is useful if in a device according to the invention the loading and the unloading position are identical. It can then be in front of the turntable on the loading and Unloading a transport device are arranged, which expediently from two There is oscillation and after a hot workpiece has been moved into the Unloading position the rapid loading arm grips under the workpiece and swings it out, whereupon the loading swing arm a fresh workpiece placed on it over the receptacle swivels and sets down on it before the next turning step of the table takes place.

Zum Erzielen einer weitgehend selbsttätigen Arbeitsweise derartiger Drehtischerhitzer ist es vorteilhaft, wenn man vor der der Be- bzw. Entladestellung vorangehenden Ruhestellung der Werkstückaufnahmen oder in der Entladestellung einen Temperaturfühler anordnet, der zur Kontrolle und Regelung der gewünschten Temperatur dient.To achieve a largely automatic mode of operation of this type Turntable heater, it is advantageous if one is in front of the loading or unloading position previous Rest position of the workpiece holders or a temperature sensor in the unloading position which is used to control and regulate the desired temperature.

Ein Ausführungsbeispiel eines Drehtischerhitzers nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch, teilweise im Schnitt, und zwar im Aufriß und Grundriß dargestellt.An embodiment of a rotary table heater according to the invention is in the drawing schematically, partly in section, in elevation and plan shown.

Auf dem Grundgestell 1 ist eine senkrechte tragende Achse 2 befestigt, die als Halterung für den Drehtisch 3 (geschnitten dargestellt) dient. Dieser Tisch wird durch einen Motor 4 periodisch weitergeschaltet und trägt Aufnahmen 5 für die zu erhitzenden Werkstücke 6. Diese Aufnahmen sind im Drehtisch vertikal verschiebbar gelagert. Der Drehtisch 3 trägt ferner eine Haltevorrichtung 7 für die über den Umfang des Drehtisches verteilt angeordneten Induktionsspulen 8. Ini dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs gleichmäßig über den Kreisumfang verteilte Ruhestellungen der einzelnen Aufnahmen vorgesehen, und oberhalb einer jeden Aufnahme befindet sich die zugehörige Induktionsspule 8. Auch die Induktionsspulen sind in der Zeichnung im Schnitt dargestellt.A vertical supporting axis 2 is attached to the base frame 1 and serves as a holder for the turntable 3 (shown in section). This table is switched periodically by a motor 4 and carries receptacles 5 for the workpieces 6 to be heated. These receptacles are mounted in the turntable so that they can be moved vertically. The turntable 3 also carries a retaining device 7 for the distributed over the circumference of the turntable induction coils arranged 8. Ini embodiment shown, six evenly distributed over the circular circumference rest positions of the individual images is provided, and above each receiving the corresponding induction coil is 8. Also, the Induction coils are shown in section in the drawing.

Vor einer dieser Ruhestellungen, die als Be- und Entladestellung dient, ist eine Fördervorrichtung für die zu erhitzenden Werkstücke vorgesehen, mit deren Hilfe die einzelnen Werkstücke den Aufnahmen zugeführt und nach erfolgter Erhitzung wieder abgenommen werden. Diese Fördervorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Schwingen 9, 10, wobei die Schwinge 9 als Entladeschwinge, die Schwinge 10 als Beladeschwinge dient. Der Drehsinn des die Werkstücke 6 und die Induktionsspulen 8 tragenden Drehtisches 3 ist im Grundriß durch den eingezeichneten Pfeil 11 angegeben.In front of one of these rest positions, which serves as a loading and unloading position, a conveying device is provided for the workpieces to be heated, with the aid of which the individual workpieces are fed to the receptacles and removed again after heating has taken place. This conveying device consists essentially of two rockers 9, 10, the rocker 9 serving as the unloading rocker and the rocker 10 as the loading rocker. The direction of rotation of the turntable 3 carrying the workpieces 6 and the induction coils 8 is indicated in the plan by the arrow 11 shown.

Ferner ist für die Betätigung der senkrecht verschiebbaren Aufnahmen 5 ein Druckluft- oder Druckwasserzylinder 12 vorgesehen, der über einen Kolben und einen Hebel die Aufnahme vertikal nach oben verschieben kann, die sich gerade in der Be-bzw. Entladestellung befindet. Die übrigen Aufnahmen werden in der angehobenen Stellung gehalten, da ihre Schubstangen 5' mit den am unteren Ende vorgesehenen Rollen auf einem Führungskranz 13 laufen, der nur an der Be- und Entladestelle unterbrochen ist.Furthermore, a compressed air or pressurized water cylinder 12 is provided for the actuation of the vertically displaceable receptacles 5 , which can move the receptacle vertically upwards via a piston and a lever, which is currently in the loading or. Unloading position is located. The other receptacles are held in the raised position, since their push rods 5 'run with the rollers provided at the lower end on a guide ring 13 which is only interrupted at the loading and unloading point.

Für die Zuführung der mittelfrequenten elektrischen Energie zu den Induktionsspulen 8 sind am oberen Ende der Tragach#e zwei großflächige Schleifringe 14 vorgesehen, die über Kabel 15 mit dem MF-Generator in Verbindung stehen und auf denen Bürsten schleifen, die den Anschluß des bzw. der Induktionsspulen vermitteln. Die Schleifringe. 14 sind zwecks Aufnahme der hohen Strombelastung nicht nur großflächig ausgeführt, sondern werden auch zusätzlich durch ein Kühlmittel, z. B. Wasser, gekühlt._ Für die Bedienung dieser induktiven Heizvorrichtung ist lediglich eine Person erforderlich, die dafür sorgt, daß bei der Be- und Entladestelle jeweils rechtzeitig die warmen Werkstücke abgeführt und frische Werkstücke zugeführt werden. Bei der Zufuhr eines frischen Werkstückes wird dieses auf die Beladeschwinge 10 gestellt, wo es durch Zapfen in seiner richtigen Stellung gehalten wird. Der hydraulische Antrieb der Schwingen bewirkt, daß das frische Werkstück durch Verschwenken der Schwinge 10 über die Aufnahme 5 befördert wird, die sich in der Beladestellung befindet. Nach dem Absetzen des Werkstückes gleitet die Schwinge 10 wieder in ihre Ruhelage zurück, und die Aufnahme wird durch ihren hydraulischen Antrieb 12 angehoben, so daß das frische Werkstück in den Hohlraum des zugehörigen - - Induktörs 8 gelangt. Jetzt schaltet der Motor 4 den Drehtisch 3 nacheinander in die einzelnen Raststellungen, wobei das Werkstück ständig im Innern des Induktors verbleibt und schließlich im Sinne des Pfeiles 11 bis in die Be- und Entladestellung gelangt. Auf diesem Wege hat es die gewünschte Temperatur angenommen, wobei ein Temperaturfühler 16 dafür sorgt, daß diese Endtemperatur den gewünschten Wert aufweist. Dieser Temperaturfühler befindet sich vor der der Be- und Entladestellung vorangehenden Ruhestellung und prüft auf optischem Wege durch eine in der Induktionsspule vorgesehene kleine öffnung die erreichte Glühtemperatur des Werkstücks 6. Auf nicht näher angegebene Weise steuert der Temperaturfühler 16 die den Induktionsspulen 8 zugeführte MF-Energie auf den genauen, zum Erreichen der gewünschten Temperatur erforderlichen Wert. Hat schließlich das Werkstück den letzten Drehschritt zurückgelegt und ist wieder in der Entladestellung angelang so wird seine Aufnahme hydraulisch abgesenkt, bis er die im Aufriß angegebene Stellung wieder eingenommen hat. Jetzt greift, durch einen nicht näher dargestellten Mechanismus gesteuert, die hydraulisch betätigte Entladeschwinge 9 unter das Werkstück und fördert es durch Rückschwingen aus dem Drehtischerhitzer heraus, worauf das soeben beschriebene Spiel von neuem beginnen kann. Es dürfte klar sein, daß die Schwingen 9, 10 nach jedem einzelnen Drehschritt des Tisches 3 in Funktion treten, um jede einzelne Aufnahme zu entladen und neu zu beladen.For the supply of medium- frequency electrical energy to the induction coils 8 , two large slip rings 14 are provided at the upper end of the Tragach # e, which are connected to the MF generator via cable 15 and on which brushes grind that connect the Mediate induction coils. The slip rings. 14 are not only carried out over a large area in order to absorb the high current load, but are also additionally provided with a coolant, e.g. B. water, gekühlt._ To operate this inductive heating device, only one person is required who ensures that the warm workpieces are removed and fresh workpieces are supplied in good time at the loading and unloading point. When a fresh workpiece is supplied, it is placed on the loading rocker 10 , where it is held in its correct position by pins. The hydraulic drive of the rocker causes the fresh workpiece to be conveyed by pivoting the rocker 10 over the receptacle 5 , which is in the loading position. After settling of the workpiece, the swing arm 10 slides back into its rest position, and the receptacle is lifted by its hydraulic actuator 12, so that the fresh workpiece in the cavity of the associated - - Induktörs 8 passes. Now the motor 4 switches the turntable 3 one after the other into the individual latching positions, the workpiece constantly remaining inside the inductor and finally reaching the loading and unloading position in the direction of the arrow 11. In this way it has assumed the desired temperature, a temperature sensor 16 ensuring that this final temperature has the desired value. This temperature sensor is located in front of the loading and unloading preceding rest position and not checked by optical means through an opening provided in the induction coil small opening, the annealing temperature reached the workpiece 6. On closer specified manner controls the temperature sensor 16, the induction coils 8 fed MF-energy to the exact value required to achieve the desired temperature. When the workpiece has finally covered the last turning step and has reached the unloading position again, its receptacle is lowered hydraulically until it has taken up the position indicated in the elevation again. Now, controlled by a mechanism not shown, the hydraulically operated unloading rocker 9 engages under the workpiece and conveys it by swinging back out of the turntable heater, whereupon the game just described can begin again. It should be clear that the rockers 9, 10 come into operation after each individual rotation step of the table 3 in order to unload and reload each individual receptacle.

Claims

PATENT CLAIMS. 1. Device for medium-frequency inductive heating of heavier Schiniederohlingen, characterized by the application of the turntable-rotating inductor principle, by the number of inductors corresponding vertically displaceable and driven pressurized water cylinder (12), guide ring (13), recordings (5), which during the In the first turning step, insert the workpiece from below into the inductor closed at the side and top and lock it at the bottom, hold it there during the next turning step and lower it during the last turning step before reaching the discharge position, and also through water-cooled slip rings for the transmission of the current directly to the Induction coils.

2. Apparatus according to claim 2, characterized in that the loading and unloading positions are identical. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in front of the loading or unloading position one of two rockers (9, 10) existing conveyor device for the. Workpieces (6) is arranged in which, after a hot workpiece has moved into the unloading position, the unloading rocker (9) grips under the workpiece and swings it out, whereupon the loading rocker (10) swivels a fresh workpiece placed on it over the receptacle (5) and settles on it before the next turning step of the table (3) takes place. 4. The device according spoke 1 and 2, characterized in that before the loading or unloading position of rest of the workpiece receptacles or in the unloading position, a temperature sensor (16) is arranged, which controls the workpiece temperature and, if necessary, regulates the transport process or the medium frequency supply intervenes. Considered publications: Deutsche Auslegesehrift No. 1011091; . USA. Patents No. 2 5110593 2663789, 2686251; Book by C a b 1 e: "Induction and Dielectric Heating", 1954, pp. 300, 302.