DE1301405B

DE1301405B - Multi-part inductor

Info

Publication number: DE1301405B
Application number: DE1968B0096439
Authority: DE
Inventors: Brokmeier; Dr-Ing Karl-Heinz; Juergens; Dipl-Ing Heinz; Trelle; Dipl-Ing Karlheinz; Ullrich; Dipl-Ing Walter
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1968-01-31
Filing date: 1968-01-31
Publication date: 1969-08-21

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen aus biegsamen und nicht biegsamen Leiterstücken bestehenden Induktor, der mit einer oder mehreren von einem kühlenden Medium durchströmten, an ihren Rückseiten abgestützten Windungen ein einzelnes Werkstück oder eine Anzahl hintereinanderliegender Werkstücke umschließt.The invention relates to a multi-part made of flexible and not flexible conductor pieces existing inductor, which with one or more of one cooling medium flowed through a single windings supported on their rear sides Encloses workpiece or a number of workpieces lying one behind the other.

Mit derartigen induktiven Heizeinrichtungen wird die Wärme im Gutstück selbst durch Wirbelströme erzeugt. Der deutschen Patentschrift 620 526 ist eine aus einem nachgiebigen Metallstreifen mehrlagig gewikkelte Induktionsspule zu entnehmen, bei welcher die Form des Spuleninnenraumes senkrecht zu ihrer Achse verändert werden kann, indem zwischen unversteiften Spulenabschnitten versteifte Abschnitte beliebiger Länge angeordnet sind, deren Halter auch noch zueinander einstellbar sein können. Nachteiliger ist bei dieser aus einem nicht unterbrochenen Leiter aufgebauten Spule, daß diese mit gutem Wirkungsgrad nur für ein in Achsrichtung durch sie hindurch bewegbares Werkstück verwendet werden kann, dessen Flächeninhalt, bezogen auf seinen Querschnitt, nur wenig kleiner ist als derjenige des Arbeitsraumes innerhalb der Spule. Hat das Werkstück nicht diesen Flächeninhalt, sondern einen kleineren, so wird mit größer werdendem Abstand zwischen der Induktionsspule und den Werkstückoberflächen der Grad der Kopplung zwischen beiden Teilen schwächer und dadurch auch gleichzeitig der Wirkungsgrad der Spule immer schlechter.With such inductive heating devices, the heat is in the good piece itself generated by eddy currents. German Patent 620 526 is one take an induction coil wound in several layers from a flexible metal strip, in which the shape of the coil interior can be changed perpendicular to its axis can by placing stiffened sections between unstiffened coil sections of any desired Length are arranged, the holder can also be adjustable to each other. The disadvantage of this coil, which is made up of an uninterrupted conductor, is that these with good efficiency only for one in the axial direction through them movable workpiece can be used whose surface area, based on his Cross-section, is only slightly smaller than that of the working space within the Kitchen sink. If the workpiece does not have this area, but a smaller one, so becomes as the distance between the induction coil and the workpiece surfaces increases the degree of coupling between the two parts is weaker and therefore also at the same time the efficiency of the coil getting worse.

Nach der deutschen Patentschrift 841180 und einer Ergänzung zu dieser, der deutschen Patentschrift 903 257, werden teilweise oder ganz aus beweglichen Teilen bestehende, in ihren Abmessungen der Form der zu behandelnden Werkstücke angepaßte Induktionsspulen verwendet. Dabei sind die Spulen in Richtung auf die Werkstücke hin druckbelastet und werden gegenüber diesen durch eine Anzahl von in Abstand angeordneten Distanzstücken in einer bestimmten Entfernung gehalten, um zwischen den Spulen und Werkstücken eine gleichbleibende elektrische Kopplung für eine reproduzierbare Erwärmung gleicher Werkstücke zu erhalten.According to the German patent specification 841 180 and a supplement to this, the German patent specification 903 257, induction coils consisting partially or entirely of moving parts and whose dimensions are adapted to the shape of the workpieces to be treated are used. The coils are pressure-loaded in the direction of the workpieces and are held at a certain distance from them by a number of spaced spacers in order to obtain a constant electrical coupling between the coils and workpieces for reproducible heating of the same workpieces.

In der deutschen Patentschrift 917 682 ist eine Anordnung zur Induktionserhitzung eines Gutstückes bestimmter Größe mittels eines einen gekühlten Leiter aufweisenden übertragers wiedergegeben, der auf einen Sockel aufsteckbar ist.In the German patent specification 917 682 there is an arrangement for induction heating a good piece of a certain size by means of a having a cooled conductor reproduced transmitter that can be plugged onto a base.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1081164 ist bereits ein mehrwindiger flüssigkeitsgekühlter, um das Gutstück zu legender Klappinduktor bekanntgeworden. Dessen starre Induktorhälften sind an ihrer Verbindungsstelle über einen Verschluß kuppelbar. der elektrische Kontakte und Kammern für die Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit aufweist. Die anderen Enden der starren Induktorhälften sind durch biegsame hohle, die Flüssigkeit weiterleitende Schläuche, die wirksame Leiter des Klappinduktors bilden, fest miteinander verbunden. Nachteilig ist bei dem Klappinduktor, wenn mit diesem der bestmögliche Wirkungsgrad erreicht werden soll, daß sich dieser nur für eine bestimmte Werkstückabmessung verwenden läßt, für die er speziell gebaut worden ist. Ein weiterer Mangel bei diesem Klappinduktor sind noch die hohen Herstellungskosten, die durch den komplizierten Aufbau des Verschlusses zwischen den beiden starren Induktorhälften entstehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrteiligen Induktor zu schaffen, der sich leicht und mit geringem Kostenaufwand den äußeren Abmessungen und der Form des Werkstückes oder einer Reihe von gleichen hintereinander liegenden Werkstücken anpassen läßt und bei dem außerdem auch noch zur Korrektur der Erwärmungstemperatur des einen oder anderen Mantelflächenabschnittes eines Werkstückes oder derjenigen von mehreren Werkstücken die diesen gegenüber angeordneten Induktorteilstücke auf einen anderen Abstand gebracht werden können, als es sich beim Zusammenbau des Induktors ergibt.The German Auslegeschrift 1081 164 has already made known a multi-wind, liquid-cooled, folding inductor to be placed around the good piece. Its rigid inductor halves can be coupled at their connection point via a lock. which has electrical contacts and chambers for the supply and discharge of the cooling liquid. The other ends of the rigid inductor halves are firmly connected to one another by flexible, hollow tubes which carry the liquid and form effective conductors of the folding inductor. The disadvantage of the folding inductor, if the best possible efficiency is to be achieved with it, is that it can only be used for a certain workpiece dimension for which it has been specially built. Another shortcoming of this hinged inductor is the high manufacturing costs that arise from the complicated construction of the lock between the two rigid inductor halves. The invention is based on the object of creating a multi-part inductor which can be adapted easily and at low cost to the external dimensions and shape of the workpiece or a series of identical workpieces lying one behind the other and which also can be used to correct the heating temperature of one or another lateral surface section of a workpiece or that of several workpieces which can be brought to a different distance from the inductor sections arranged opposite them than is the case when the inductor is assembled.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Induktor aus einem äußeren tragenden Gestell besteht, in diesem austauschbare, der Form der Mantelfläche oder deren Abschnitte in Umfangsrichtung des oder der Werkstücke angepaßte, entsprechend lange, starre oder flexible, wirksame Leiterteilstücke angeordnet und zwischen diesen und dem Gestell zu dem oder den Werkstücken hin oder von diesen weg verschiebbare Stützen vorgesehen sind.The object is achieved according to the invention in that the inductor consists of an outer supporting frame, in this interchangeable, the shape of the Outer surface or its sections adapted in the circumferential direction of the work piece (s), appropriately long, rigid or flexible, effective ladder sections arranged and between these and the frame to or from the work piece (s) displaceable supports are provided.

Damit die Teile des Induktors leicht und schnell bei geringstem Bedarf von Werkzeugen auch von ungelernten Arbeitskräften für ein bestimmte Abmaße aufweisendes Werkstück zusammengesetzt und nach Ausführung der Arbeit auch wieder auseinandergenommen werden können, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß sowohl die starren als auch die flexiblen Induktorteilstücke jeweils an ihren Enden einen mit einer Buchse und einen mit einem Stift versehenen Steckanschluß aufweisen.So that the parts of the inductor easily and quickly with the least need of tools also by unskilled workers for a certain dimensions The workpiece is put together and taken apart again after the work has been carried out can be, it is proposed according to the invention that both the rigid as the flexible inductor sections each have a socket at their ends and a male connector provided with a pin.

Um die starren und flexiblen Induktorteilstücke möglichst in ihrer ganzen Länge parallel zu den eine beliebige Form aufweisenden einzelnen Mantelflächenabschnitten eines Werkstückes anordnen zu können, wird erfindungsgemäß weiter empfohlen, den Steckanschlüssen eine gerade oder gekrümmte Form zu geben.To the rigid and flexible inductor sections as possible in their entire length parallel to the individual lateral surface sections having any shape To be able to arrange a workpiece is further recommended according to the invention, the To give plug connections a straight or curved shape.

Nun soll es aber auch noch möglich sein, den mehrteiligen Induktor. wie er mit diesem Gesuch vorgeschlagen wird. in seiner wirksamen Länge derjenigen eines Werkstückes oder mehrerer hintereinanderliegenden Werkstücke anzupassen. Zu diesem Zweck wird nach einem Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Steckanschlüsse mit einem Abzweig versehen sind.But now it should also be possible to use the multi-part inductor. as it is proposed with this application. in its effective length of those to adapt a workpiece or several workpieces lying one behind the other. to for this purpose it is proposed according to a feature of the invention that the plug connections are provided with a branch.

Bei Veränderung der wirksamen Länge des mehrteiligen Induktors ist es nur erforderlich, dessen unter Spannung stehenden Teil an einen Kühlkreislauf anzuschließen. Von diesem kann der ausgeschaltete Teil des Induktors abgetrennt werden. Es haben daher erfindungsgemäß weiterhin die Steckanschlüsse und/oder die Abzweige Absperrventile.When changing the effective length of the multi-part inductor is it only required its live part to be connected to a cooling circuit to connect. The switched-off part of the inductor can be separated from this will. Therefore, according to the invention, the plug connections and / or the Branch shut-off valves.

Zum Zwecke einer leichten und betriebssicheren Verstellbarkeit der Induktorteilstücke in Richtung auf oder von den diesen benachbarten Mantelflächenabschnitten der Werkstücke weg wird erfindungsgemäß schließlich noch empfohlen, daß die Stützen mit mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder elektrisch betätigten Verschiebeeinrichtungen gekoppelt sind.For the purpose of easy and reliable adjustability of the Inductor sections in the direction of or from the lateral surface sections adjacent to them the work pieces away is finally still recommended according to the invention that the supports with mechanically and / or pneumatically and / or hydraulically and / or electrically operated Shifters are coupled.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, beschrieben. Es zeigt F i g. 1 schematisch in perspektiver Ansicht einer Induktionsspule mit dem eingelegten Werkstück und F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des durch den Hilfskreis A in der F i g. 1 markierten Strom- und Kühlmitteleintrittes.The invention is described below with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown, described. It shows F i g. 1 schematically in perspective view an induction coil with the inserted workpiece and F i g. 2 an enlarged representation of the by the auxiliary circle A in the F i g. 1 marked Electricity and coolant inlet.

Das Werkstück 1 wird von einem mehrteiligen Induktor umschlossen, der aus den der Breite der Mantelflächenabschnitte des Werkstückes in ihrer Länge angepaßten in Umfangsrichtung hintereinanderliegenden starren und flexiblen Induktorteilstücken 2, 3 besteht, die innerhalb eines tragenden Gerüsts angeordnet sind, das gebrochen dargestellt ist. Alle Induktorteilstücke haben an ihren Enden selbsthaltende Steckanschlüsse. Von diesen sind die mit 4 und 6 bezeichneten mit Buchsen versehen. Dagegen haben die anderen 5. 7 Stifte. Um dies in der Zeichnung andeuten zu können, sind die sich an die Steckanschlüsse anschließenden Enden der Induktorteilstücke jeweils mit einem Kreis oder einem Strich als Kennzeichen für eine Buchse oder einen Stift versehen. Die Steckanschlüsse 5, 6 weisen eine gerade Form auf. Die anderen beiden Steckanschlüsse 4, 7 haben eine gekrümmte Gestalt. Um die Verbindung der Induktorteilstücke 2, 3 untereinander klarer darstellen zu können, ist in der Zeichnung der Strom-und Kühlmittelanschluß 8 in der F i g. 1 getrennt vom Induktor dargestellt. Dieser Anschluß sowie auch der Strom- und Kühlmittelaustritt 9 können genau so ausgeführt sein, wie der andere Austritt 9'. der später bei der Behandlung der F i g. 2 erläutert wird.The workpiece 1 is enclosed by a multi-part inductor, that of the length of the width of the lateral surface sections of the workpiece adapted in the circumferential direction one behind the other rigid and flexible inductor sections 2, 3, which are arranged within a load-bearing structure that is broken is shown. All inductor sections have self-retaining plug connections at their ends. Of these, those labeled 4 and 6 are provided with sockets. Have against it the other 5. 7 pins. In order to be able to indicate this in the drawing, they are themselves ends of the inductor sections adjoining the plug connections each with one Provide a circle or a line to identify a socket or a pin. The plug connections 5, 6 have a straight shape. The other two plug connections 4, 7 have a curved shape. To connect the inductor sections 2, 3 To be able to represent each other more clearly, is the power and coolant connection in the drawing 8 in FIG. 1 shown separately from the inductor. This connection as well the flow and coolant outlet 9 can be designed exactly like the other Exit 9 '. which later in the treatment of FIG. 2 is explained.

Um die in der F i g. 1 oben und links angeordneten Induktorteilstücke 2, 3 gegenüber den ihnen benachbarten Mantelflächenabschnitten des Werkstückes 1 verschiebbar zu machen, sind am Gestell 19 Stützen 10,11 vorgesehen, die über einen hydraulischen Arbeitskolben 12 oder durch die mit Handrädern 13 ausgerüstete Gewindespindeln 1.4 hin und her bewegt werden.To the in the F i g. 1 above and left arranged inductor sections 2, 3 relative to the adjacent lateral surface sections of the workpiece 1, supports 10,11 are provided on the frame 19 , which moves back and forth via a hydraulic working piston 12 or by the threaded spindles 1.4 equipped with handwheels 13 will.

In der F i g. 2 ist der Strom- und Kühlmittelaustritt 9' in allen Einzelheiten wiedergegeben. Das starre Induktorteilstück 2 trägt einen eine gerade Form aufweisenden, mit einer Buchse versehenen Steckanschluß 6, der unter Zwischenschaltung einer elektrisch leitenden und flüssigkeitsdichten Dichtung 17 selbsthemmend mit dem mit einem Stift versehenen, gekrümmten, am flexiblen Induktorteilstück 3 befestigten Steckanschluß 7 verbunden ist. Dieser Steckanschluß weist einen Abzweig 15 auf, der auch bei den anderen Steckanschlüssen 4 bis 6 vorgesehen sein kann. Der Abzweig 15, der Steckanschluß 7 und auch der andere, mit der Bezugszahl 6 versehene Anschluß sind mit Absperrventilen 16 versehen, durch die nicht unter Spannung stehende Induktorteilstücke vom Kühlkreislauf abgetrennt werden. Selbstverständlich können auch die in der F i g. 2 nicht gezeigten Steckanschlüsse 4. 5 ebenfalls Absperrventile 16 haben. Mit 18 sind die Anschlüsse für die Stromkabel bezeichnet.In FIG. 2 is the power and coolant outlet 9 'in all Details reproduced. The rigid inductor section 2 carries a straight one Form having, provided with a socket connector 6, with the interposition an electrically conductive and liquid-tight seal 17 with self-locking the curved pin attached to the flexible inductor section 3 Plug connection 7 is connected. This plug connection has a branch 15, which can also be provided for the other plug connections 4 to 6. The branch 15, the plug connection 7 and also the other connection provided with the reference number 6 are provided with shut-off valves 16 through which inductor sections are not energized be separated from the cooling circuit. Of course, those in the F i g. 2 plug connections (not shown) 4. 5 also have shut-off valves 16. With 18 are the connections for the power cables.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das oder die aufeinanderfolgenden Werkstücke bei stärkerer Ankopplung an den Induktor und gleichzeitiger bedeutender Reduzierung der für die Blindleistungskompensation erforderlichen Kondensatorkapazität mit geringem Energieaufwand vollkommen gleichmäßig erhitzt werden können. Es ist aber im anderen Falle auch möglich, wenn die Werkstücke nicht an allen Stellen auf dieselbe Temperatur erwärmt werden sollen, dies leicht durch Veränderung des Kopplungsgrades zwischen den Induktorteilstücken und den Werkstücken zu erreichen, da sich der Abstand zwischen beiden in Umfangsrichtung auf einfache Weise variieren läßt.The advantages achieved with the invention are in particular: that the or the successive workpieces with stronger coupling to the Inductor and, at the same time, significant reduction in reactive power compensation required capacitor capacity with little energy consumption completely evenly can be heated. In the other case, however, it is also possible if the workpieces should not be heated to the same temperature in all places, this is easy by changing the degree of coupling between the inductor sections and the workpieces to achieve, since the distance between the two in the circumferential direction is simple Way can vary.

Claims

Claims: 1. Multi-part inductor consisting of flexible and non-flexible conductor pieces, which encloses a single workpiece or a number of consecutive workpieces with one or more windings through which a cooling medium flows and supported on their rear sides, characterized in that the inductor consists of an outer load-bearing Frame (19) consists of, in this interchangeable, the shape of the outer surface or its sections in the circumferential direction of the work piece (s) (1) adapted, correspondingly long, rigid or flexibly effective ladder sections (2,3) arranged and between these and the frame (19 ) supports (10, 11) which can be moved towards or away from the work piece (s) (1) are provided.

2. Multi-part inductor according to claim 1, characterized in that both the rigid as well as the flexible ladder sections (2, 3) each at their ends one with a socket and one with a pin provided plug connection (4, 6 or 5, 7).

3. Multi-part inductor according to claim 1 and 2, characterized in that that the plug connections (4 to 7) have a straight or curved shape.

4. Multi-part Inductor according to Claims 1 to 3, characterized in that the plug connections (4 to 7) are provided with a branch (15).

5. Multi-part inductor according to claim 1 to 4, characterized in that the plug connections (4 to 7) and / or the Branches (15) have shut-off valves (16).

6. Multi-part inductor according to claim 1 to 5, characterized in that the supports (10, 11) with mechanical and / or pneumatically and / or hydraulically and / or electrically operated displacement devices (12 to 14) are coupled.