Vorrichtung zum induktiven Erwärmen von Werkstücken. Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum induktiven Erwärmen von Werkstücken unter Verwendung
eines Querfeldinduktorsg bei welchem-die Werkstücke zwischen zweig vorzugsweise
parallel zueinander angeordneten Leiterschienen erhitzt werden.Device for inductive heating of workpieces. The invention
relates to a device for inductive heating of workpieces using
a Querfeldinduktorsg in which the workpieces between two branches preferably
conductor rails arranged parallel to one another are heated.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnisq daß eine solche Vorrichtung
besonders geeignet sein muß für das abschnittweise Erwärmen von Stangen aus rundem
oder kantigem Haterialg das von der Stange abgeschmiedet werden soll. Diese schmiedetechnische
Verfahrensweise bedingt, daß stets nur ein Ende der langen Stangen erhitzt und auf
Warmformgebungstemperatur gebracht wirdv während der rückwärtige Teil kalt bleibt*
Für diese Warmverformung muß sichergestellt werden, daß an den Enden keine unzulässigen
Temperaturüberschreitungen über diejenige hinäus eintreten, die für die Warmformgebung
erforderlich ist. Ganz besonders wichtig ist es aber, daß die Temperatur
rasch erreicht wird und bis in den Kern hinein gleichförmig ist. Es muß also
dafür Sorge getragen werden, daß die Wärme in das Verkstück hineinzieht und sodann
muß
je nach den gegebenen Verhältnissen unter Umständen auch
das Werkstück eine gewisse Zeit lang auf der gewünschten Temperatur gehalten werdeng
ehe es warmverformtwerden kann. Diesen verschiedenen Forderungen kann unter Verwendung
eines Querfeldinduktors entsprochen werden$ wenn gemäß der Erfindung in der Vorrichtung
außer der etwa in der Längsmittelachse zwischen den Heizleiterschienen gelegenen
Aufheizstelle mindestens in einer Höhenlage unter oder über der Längsmittelachse
eine Stellung für die Werkstücke vorgesehen istg in die sie zum Durchwärmen bzw.
zum Warmhalten gebracht werden. Diese Anordnung ermöglicht ein rasches Aufheizen
mindestens der Oberflächenteile auf eine vorgegebene hohe Temperatur und ferner
ein Durchwärmen der Werkstücke, so daß sie bis in den Kern hinein die gewünchte
Warmformgebungstemperatur annehmen sowie, daß sie gegebenenfalls auf Tempelratur
gehalten werden können. Die WerkstUcke werden in den Raum zwischen den Leiterschienen
senkrecht hinein und heraus bewegt und hierzu ist eine Prismenanordnung vorgesehen.
Diese Prismenanordnung wird zweckmäßig so ausgebautg daß sie absatzweise betätigt
werden kanng d.h. also Bewegungen auszuführen in der Lage ist» die an bestimmten
bevorzugten Punkten haltmachen, Ferner sollte die Prismenanordnung zweckmäßigerweise
stetig bewegbar seing d.h. alsog sie soll mit mehr oder minder großer jedoch gleichförmiger
Geschwindigkeit ein Verkstück in den Wirkraum hinein und aus dem Wirkraum heraus
bewegen.
Der Antransport der Werkstücke erfolgt quer zur Prismenanordnung
unter Vermittlung einer Schwinge mit Auflegeprismen für die Werkstücke. Um zu verhindern,
daß im Bereich des Werkstückendes Überhitzungen stattfinden, ist dort ein geschlossener
Kurzschlußring vorgesehen, der in die Wirkstellung gehoben werden kann. Er fährt
zwischen die Leiterschienen des Querfeldinduktors und bewirkt, daß keine unzulässige
Temperaturerhöhung eintritt. Um die elektrische Leistung entsprechend einzustellen,
wird der Verbindungsleiter zwischen den Leiterschienen des Induktors mittels Winkelstücken
angelenkt und mit ffliner Breitfläche winkelverstellbar angeordnet. Mit einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung ist es möglich# den Forderungen zu entsprechen# die sich beim
*Abschmieden von der Stange" ergeben» In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform
dargestellt und anhand dieses Beispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.
Abb. 1 ist eine schematische Darstellung der Anordnung des Querfeldinduktors
und der WerkstUckzufuhr.The invention is based on the recognition that such a device must be particularly suitable for the heating in sections of rods made of round or angular material that is to be forged from the rod. This forging technique requires that only one end of the long bars is heated and brought to hot forming temperature while the rear part remains cold is. It is particularly important, however, is that the temperature is quickly reached and until into the core uniform. It must be ensured that the heat draws in the Verkstück and then also the work must ever for some time kept at the desired temperature are g before it can be thermoformed under the current circumstances may. These various requirements can be met using a cross-field inductor if, according to the invention, in addition to the heating point located approximately in the longitudinal center axis between the heating conductor rails, a position for the workpieces is provided for the workpieces at least at a height below or above the longitudinal center axis in which they are to be heated or kept warm. This arrangement enables a rapid heating of at least the surface parts to a predetermined high temperature and also a thorough heating of the workpieces so that they assume the desired thermoforming temperature right into the core and that they can optionally be kept at temple temperature. The workpieces are moved vertically in and out of the space between the conductor rails and a prism arrangement is provided for this purpose. This prism arrangement is expediently developed in such a way that it can be operated intermittently, i.e. it is able to carry out movements that stop at certain preferred points move in and out of the active space. The workpieces are transported across to the prism arrangement by means of a rocker with prisms for the workpieces. In order to prevent overheating in the area of the workpiece end, a closed short-circuit ring is provided there, which can be lifted into the operative position. It moves between the conductor rails of the cross-field inductor and ensures that no inadmissible temperature increase occurs. In order to adjust the electrical power accordingly, the connecting conductor is hinged between the conductor rails of the inductor by means of angle pieces and arranged so as to be angularly adjustable with a wide flat surface. With a device according to the invention it is possible # the requirements to meet # which "result in * Abschmieden off the shelf" In the drawings, a preferred embodiment is shown and on the basis of this example the invention is explained in more detail below. Fig. 1 is a Schematic representation of the arrangement of the cross-field inductor and the workpiece supply.
Abb. 2 ist eine Endansicht und Abb. 3 eine Seitenansicht einer
Vorrichtung gemäß der Erfin4 dung;
Abb. 4 zeigt die besondere Ausbildung
des Verbindungsleiters. In Abb. 1 sind bei 1 die beiden Leiterschienen
des Querfeldinduktors angedeutet. In ihrer Mittelebene A-A und den senkrecht zur
Zeichenebene stehenden Längsmittelachsen ist die Aufheizstellung, in der sich das
Werkstück 2 befindet. Wenn das Werkstück 2 an der Oberfläche die erforderliche Temperatur
angenommen hat, kann es in die Lage 21 gebracht werden. Hier ergibt sich ein Durchwärmen
des Werkstückes über den gesamten Querschnitt. Sofern erforderlich» kann das Werkstück
auch in die Stellung 2" gebracht werden# in welcher es lediglich auf der einmal
erzielten Temperatur gehalten wird. In der Stellung 2"1 befindet sich das Werkstück
außerhalb jeglicher Beeinflussung durch den Querfeldinduktor. Um diese verschiedenen
Stellungen der Werkstücke in Bezug auf den Querfeldinduktor zu ermöglichen, ist
eine Prismenanordnung 3 vorgesehen. Diese Priamenanordnung hat zunächst die
Aufgabeg das von der Wippe 4 mit Prismen 5 in der Stellung 41,
51 vorgelegte Werkstück anzuheben und in die Stellung 2 zum Aufheizen zu
bringen. Alsdann wird das Werkstück beispielsweiseÄuf die Stellung 21 abgesenkt,
dort einige Zeit gehalten und alsdanng wenn erforderlichg in die Stellung 2", abgesenkt
oder sofort in die Stellung 2"1, von wo aus das Werkstück über die Schräge
6 in die Position 2"" rollt. Hier erfolgt die Abnahme zum Abschmieden. Anstelle
dieser abeatzweinen Bewegung von oben nach unten kann die Priamenanordnung sich
auch stetig und langsam bewegen, so daß die einzelnen Positionen bis zur Stellung
2*1 in langsamen Übergang durchlaufen werden»
Aus Abb. 2 ist deutlich,
wie die Anordnung im einzelnen getroffen ist. Die Prismen 3 der Prismenanordnung
bestehen aus zwei Abschnitteng von denen der obere zweckmäßigerweise aus keramischem
Werkstoff oder einem nicht ferromagnetischen, hitzebeständigen Stahl besteht. Das
Heben und das Senken der Prismenanordnung erfolgt mittels eines ölhydraulischen
Zylinders 7 und-Kolbenstangen 8 (Abb. 3). Führungen
28 sorgen für eine stärungsfreie Bewegung. Die Wippe 4 ist bei
9 am Maschinengestell angelenkt und wird von einem Zylinder lo und einer
Kolbenstange 11 in Richtung des Pfeiles 12 hin- und herbewegt, um das Werkstück
in den Bereich der Prismenanordnung 3 zu bringen. Das-Teil der Wippeg das
das Prisma 5 trägt, greift kammartig zwischen die Prismen, die entsprechend
gehoben und gesenkt werden. Kurz vor Erreichung der Übergabestellung bewirkt der
Ansatz 13
der Schwinge noch, daß das erwärmte Werkstück 12ul ohne Verzögerung
zur Stellung 2011 abrollt. Durch das Halten der Werkstücke in den einzelnen Stellungen
2, 219 211, wobei die Zeiten den jeweils obwaltenden Betriebsverhältnissen anzupassen
sind# wird ein Erwärmen der abzuschmiedenden Abschnittenden auf genau vorbestimmte
Temperaturen ermöglicht. Da einerseits-am Ende des Verkstückes die Gefahr einer
Überhitzung besteht, und zwar insbesondere dann, wenn von dem Werkstück bereits
eine oder mehrere Abschmiedungen stattgefunden habeng weil in diesem Fall nämlich
das Werkstückende bereits mit einer erhöhten Temperatur in die Vorrichtung gelangt,
ist
dortg wo sich das Werkstückende 14 jeweils befindetg ein geschlossener,Kurzschlußring
15 vorgesehen. Dieser Kurzschlußring kann mittels eines Kolbens
16 und einer Kolbenstange 17 in die in Abb. 3 gezeigte Wirkstellung
gebracht werden. Das Ende 14 des Werkstückes 2 ragt in den umschlossenen Ringraum
des Ringen 15 hinein, Die Induktionswirkung wird hierdurch entsprechend geschwächt
und damitder Tatsache Rechnung getragen# daß das Werkstück an diesem Ende bereits
eine erhöhte Temperatur aufweist. Unter Umständen ist es zweckmäßige auch dafür
Sorge zu tragen, daß die Achse 18 des Kurzschlußringes 15 in der Neigung
veränderlich gemacht wird* Auf diese Weise kann allen Voraussetzungen entsprochen
werden. Die Heizleiter 1 werden bei 19 von einem Transformator T eingespeist
und am-entgegengesetzten Ende befindet sich der Verbindungsleiter 2o zwischen den
beiden Leiterschienen 1, Mit Hilfe dieses Verbindungsleiters 2o kann die
Heizwirkung an diesem Ende des Induktors beeinflußt werden, indem nämlich die Breitfläche
21 den Verbindungsleiters mit Hilfe von Winkelstücken 22 (Abb. 4) winkelverstellbar
gemacht wird. Die Winkelstücke sind bei 23 an den Leiterschienen angelenkt
und können mit Hilfe von kurvenförmigen Langschlitzen 24 in beliebige Winkellagen
gebracht werden. Der Verbindungeleiter 2o ist an dem einen Winkelstück 22, wie bei
25 angedeutet, fest angebrachtg auf dem anderen mittels Schrauben
26 und Langlöchern 27 längenverstellbar befestigt. Diese Anordnung
wird so getroffen, damit die Leiterschienen 1 zur Anpassung an unterschiedliche
Werkstückdurchmesser parallel zueinander verschoben werden können.
Die
Wirkungsweise der Vorrichtung ist aus dem Vorausgehenden deutliche Ein Werkstück
gelangt beispielsweise über einen Transportrollgang o,dgl. auf die iippe 4, wird
in den Bereich der Prismen 3 gebracht, in den Induktor hochgehobeng erwärintg
taktmäßig oder stetig abgesenkt und schließlich in die Stellung 2"1 gebrachtg von
wo aus das Werkstück durch ein mittels der Schwinge hineingebrachtes neues Werkstück
in die Stellung 21111 gestoßen wird, sofern es nicht schon von selbst nach dort
abrollt. Von hier aus nimmt die Warmformgebungseinrichtung das Werkstück zur Weiterverarbeitung
auf. Dies kann selbsttätig geschehen öder beispieisweise auch von Hand durch den
Schmied.Figure 2 is an end view and Figure 3 is a side view of an apparatus according to the invention; Fig. 4 shows the special design of the connecting conductor. In Fig. 1 , the two conductor rails of the cross-field inductor are indicated at 1. The heating position in which the workpiece 2 is located is in its center plane AA and the longitudinal center axes perpendicular to the plane of the drawing. When the workpiece 2 has reached the required temperature on the surface, it can be brought into position 21. This results in the workpiece being heated through over the entire cross-section. If necessary, the workpiece can also be brought into position 2 ", in which it is only kept at the temperature once it has been reached. In position 2" 1, the workpiece is outside of any influence from the cross-field inductor. In order to enable these different positions of the workpieces in relation to the cross-field inductor, a prism arrangement 3 is provided. This priamen arrangement first has the task of lifting the workpiece presented by rocker 4 with prisms 5 in position 41, 51 and bringing it into position 2 for heating. Then the workpiece is lowered, for example, to position 21, held there for some time and then, if necessary, lowered to position 2 "or immediately to position 2" 1, from where the workpiece rolls over incline 6 into position 2 "" . Here the acceptance for forging takes place. Instead of this single movement from top to bottom, the priamen arrangement can also move steadily and slowly so that the individual positions up to position 2 * 1 are passed through in a slow transition. Fig. 2 clearly shows how the arrangement is made in detail. The prisms 3 of the prism arrangement consist of two sections of which the upper one is expediently made of ceramic material or a non-ferromagnetic, heat-resistant steel. The prism arrangement is raised and lowered by means of an oil-hydraulic cylinder 7 and piston rods 8 (Fig. 3). Guides 28 ensure movement without strength. The rocker 4 is hinged to the machine frame at 9 and is moved back and forth in the direction of the arrow 12 by a cylinder 10 and a piston rod 11 in order to bring the workpiece into the area of the prism arrangement 3 . The part of the Wippeg that carries the prism 5 engages in a comb-like manner between the prisms, which are raised and lowered accordingly. Shortly before reaching the transfer position, the attachment 13 of the rocker still causes the heated workpiece 12ul to roll without delay to the 2011 position. By holding the workpieces in the individual positions 2, 219 211, with the times having to be adapted to the prevailing operating conditions, the section ends to be forged can be heated to precisely predetermined temperatures. Since, on the one hand, there is a risk of overheating at the end of the wedge, especially if one or more partings have already taken place from the workpiece, because in this case the end of the workpiece has already reached the device at an elevated temperature, there is where it is the workpiece end 14 is a closed short-circuit ring 15 is provided. This short-circuit ring can be brought into the operative position shown in FIG. 3 by means of a piston 16 and a piston rod 17. The end 14 of the workpiece 2 protrudes into the enclosed annular space of the ring 15. The induction effect is thereby correspondingly weakened and the fact that the workpiece is already at an elevated temperature at this end is taken into account. Under certain circumstances, it is also useful to ensure that the axis 18 of the short-circuit ring 15 is made variable in inclination * In this way, all requirements can be met. The heating conductors 1 are fed in at 19 from a transformer T and at the opposite end there is the connecting conductor 2o between the two conductor rails 1. With the help of this connecting conductor 2o, the heating effect at this end of the inductor can be influenced, namely by the broad surface 21 of the connecting conductor is made angle adjustable with the help of angle pieces 22 (Fig. 4). The angle pieces are hinged at 23 to the conductor rails and can be brought into any angular positions with the help of curved elongated slots 24. The connecting conductor 2o is fixedly attached to the one angle piece 22, as indicated at 25 , and attached to the other by means of screws 26 and elongated holes 27 so as to be adjustable in length. This arrangement is made so that the conductor rails 1 can be moved parallel to one another for adaptation to different workpiece diameters. The mode of operation of the device is clear from the foregoing. A workpiece passes, for example, over a conveyor roller table, the like. on the lip 4, is brought into the area of the prisms 3 , lifted up into the inductor, heated stepwise or steadily lowered and finally brought into position 2 "1, from where the workpiece is pushed into position 21111 by a new workpiece brought in by means of the rocker The hot-forming device picks up the workpiece from here for further processing. This can be done automatically or, for example, by hand by the blacksmith.