DE1765672A1

DE1765672A1 - Niederfrequenz-Induktionserhitzer

Info

Publication number: DE1765672A1
Application number: DE19681765672
Authority: DE
Inventors: Otto Dr-Ing E H Junker
Original assignee: Junker Otto Dr Ing E H
Current assignee: Junker Otto Dr Ing E H
Priority date: 1968-06-28
Filing date: 1968-06-28
Publication date: 1971-08-26
Also published as: DE1765672C3; DE1765672B2

Description

Niederfrequenz -Induktionserhitzer Die Erfindung befäßt sich mit der Aufgabe; bei der induktiven Erwärmung von metallischen Werkstücken, z. B. Blöcken und dergl. mittels Niederfrequent ein über die Längsachse des Werkstückes gleichmäßig verlaufendes Erwärmungsbild oder eine gewünschte Temperaturdifferenz zu erzielen.
.Bei der induktiven Erwärmung von metallischen Werkstücken innerhalb einer Induktionsspule ist die gleichmäßige. Erwärmung der Werkstücke über ihre Längsachse ohne besondere Maßnahmen kaum zu erreichen. Die Dichte des Magnetfeldes der Induktionsspule ist bekanntlich an deren beiden Enden schwächer als in der Mitte des Spuleninnenraumes. Demzufolge wird das in der Induktionsspule befindliche Werkstück an den Enden schwächer erwärmt als in der Mitte. Außerdem verursacht die Wärmeabstrahlung ein Temperaturgefälle am Ende des Werkstückes:, weil die Stirnseiten des zu erwärmenden Werkstückes mit der Außenluft direkt in Berührung kommen.
Zur Verbesserung dieser Nachteile sind bereits verschiedene Maßnahmen bekannt geworden. Man hat z. B. die Länge der Spule so ausgelegt, daß ein oder beide Spulenenden über ein oder beide Enden des Werkstückes hinausragen. Nach .einer anderen bekannten Methode sollen die: genannten Nachteile dadurch vermieden werden, daß ein Kern mit ferromagnetischen Eigenschaften in die Heizspule eingeführt wird, um den magnetischen Fluß zu bündeln. Bei unterschiedlichen Blocklängen läßt sich ein solcher Kern innerhalb der Induktionsspule in Achsrichtung verschiebbar anpassen. Um die Wärmeabstrahlungsverluste und die Schwächung des Magnetfeldes an den Werkstückenden auszugleichen, ist es bekannt, die Heizleistung der Induktionsspule im Bereich der Werkstückenden . durch Parallelschaltung von Kondensatoren zu verstärken. Alle diese Maßnahmen laufen somit darauf hinaus,.die elektrische Leistung der Induktonsspule im Bereich der Werkstückenden zu erhöhen.
Es hat sich aber gezeigt, daß die genannten Maßnahmen in vielen Fällen den betrieblichen Anforderungen immer noch nicht genügen: Insbesondere kann bei solchen Werkstoffen, bei denen die Wärmeleitzahl relativ klein -ist, wie z. B. bei Eisenwerkstoffen, ein unzulässiges Temperaturgefälle an den Stirnseiten des Werkstückes mit den bekannten Lösungen nicht vermieden werden.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die gezeigten Nachteile bei einem Niederfrequenz-Induktionserhitzer für metallische Werkstücke auf besonders einfach Weise zu vermeiden.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß parallel zur Stirnfläche des innerhalb der Heizspule befindlichen Werkstückes mindestens ein Wärmestrahlungsschirm aus hitzebeständigem Material mit einem Zwischenraum zum Werkstück angeordnet ist.
Für die Ausführung des Erfindungsgedankens ist es zweckmäßig, die der Stirnseite des zu erwärmenden Werkstückes zugekehrte Seite des Wärmestrahlungsschirmes als eine Platte aus hitzebeständigem Stahl und die abgekehrte Seite des Wärmestrahlungsschirmes als eine Platte aus keramischem Material zu gestalten.
Der Erfindungsgedanke umschließt auch die Möglichkeit, mehrere derartiger Wärmestrahlungsschirme hintereinander anzuordnen.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben: Abbildung 1 zeigt eine. schematische Darstellung der Teilansicht eines Niederfrequenz-Induktionserhitzers. In Abbildung 2 sind zwei Wärme-Strahlungsschirme gemäß der Erfindung dargestellt. Die Induktionsspule 1 ist an ihrer Innenseite mit einer feuerfesten:.:S.dhicht 2 zum Schutz der Induktionsspule 1 vor unzulässiger Erwärmung versehen. Innerhalb des Innenraumes der Induktionsspule 1 ist ein Metallblock 3 angeordnet; der durch das elektrische Feld der Induktionsspule aufgeheizt wird. Die Induktionsspule überragt den Metallblock 3 an dessen Stirnseite um die Länge X, um auf diese Weise dem Blockende eine zusätzliche Wärmeenergie zuzuführen. -Zum Schutz gegen Wärmeabstrahlung an der Stirnseite des Werkstückes sind am Ende des Spuleninnenraumes vier Wärmeabstrahlungsschirme 4; 5; 6 und 7 vor dem Metallblock 3 angeordnet. Der Wärmestrahlungsschirm 4, der dem Metallblock 3 am nächsten ist, besteht an seiner der Stirnseite .des Metallblockes zugekehrten Seite aus einer Platte 8 aus hitzebeständigem Stahl. Die andere Seite des Wärmestrahlungsschirmes bildet eine keramische.Platte 9. Die übrigen Wärmeschirme weisen ebenfalls eine hitzebeständige Stahlplatte 8' sowie eine keramische Platte 9 auf.
Bei induktiven Erhitzern, bei denen sich während dep Erwärmungsvorganges jeweils nur ein Werkstück innerhalb der Heizspule befindet; sind die erfindungsgemäßen Schirme dann, wenn das Behandlungsgut aus einem Eisenwerkstoff -besteht, an beiden Stirnseiten des Metallblockes angeordnet. Werden die zu erwärmenden Werkstücke in einer Werkstücksäule durch den Wirkraum der Induktionsspule gefördert, so kann man sich nur mit .einem Wärmeschirm an der Entnahmeseite des Er-: hitzers begnügen: Der Wärmestrahlungsschirm 4 kann noch mit einer Heizvorrichtung, z. B. einer elektrisch beheizten Heizspirale 10, ausgestattet sein (s. Abb. 3). Die Heizspirale 10 ist dabei zweckmäßig innerhalb einer keramischen Schicht 11 eingebettet. Bei mehreren, hintereinander angeordneten Wärme, Btrahlungsschirmen wird bereits dadurch ein zufriedenstellendes Resultat erzielt, daß der dem Werkstück in der Induktionsspule am nächsten liegende Wärmestrahlungsschirm mit einer solchen Heizspirale ausgerüstet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1) Niederfrequenz-Induktionserhitzer für metallische Werkstücke, die über ihre Längsachse ein gleichmäßig verlaufendes Erwärmungsbild oder eine gewünschte Temperaturdifferenz erhalten sollen, dadurch gekennz c i c 1i n e t , da ß parallel zur Stirnfläche des innerhalb der Heizspule (1) befindlichen Werkstückes (3) mindestens ein Wärmestrahlungsschirm (4) aus hitzebeständigem Material mit einem Zwischenraum zum Werkstück (3) angeordnet ist.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stirnseite des Werkstückes (3) zugekehrte Seite des Wärmeschirines aus einer Platte (8) aus hitzebeständigem Stahl und die abgekehrte Seite aus einer Platte (9) aus keramischem Material besteht.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wärmestrahlungsschirme hintereinander angeordnet sind.
4) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmestrahlungsschirm (4) aus hitzebeständigem Material mit einer Heizvorrichtung (10y, z. B. einer elektrischen Heizspirale, versehen ist, welche innerhalb des Wärmestrahlungsschirmes (4) angeordnet ist.