DE2318193B2 - Induktions-Tiegelofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Induktions-Tiegelofen mit einer den Tiegel umschließenden Spule, die durch Ringe, zwischen denen sich parallel zur Spulenachse verlaufende, gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Zuganker befinden, axial verspannt und dabei der obere oder der untere Ring am Ofen-Grundgestell festgelegt ist

Bei einem solchen Ofen liegt der mit Schmelze ge füllte, keramisch zugestellte Tiegel über eine der Wärmeisolierung dienenden Asbestzwischenlage an der Spule an, die sich radial nach außen am Ofen-G radgestell abstützL

Da der Tiegel mit zunehmender Temperatur wächst und wenn diese wieder abnimmt, auf seine ursprünglichen Maße zurückgeht, ist es erforderlich, um Beschädigungen an der Spule zu vermeiden, diese in ihrer Achsrichtung festzulegen. Diesem Zweck dienen die stirnseitig auf der Spule aufliegenden Ringe, die durch in ihrer Länge eingestellte und in sich elastische Zuganker auf einen festgelegten Abstand gehalten werden.

Bei den bekannten Induktions-Tiegelofen (s. die DTPS 496462) hat die Spule eine Höhe, die derjenigen des Ofens entspricht. Dabei ist in vielen Fällen der obere und untere Teil der Spule durch entsprechende Anordnung der Stromzuführungen spannungslos. Von dem durch die ganze Spule hindurch fließenden Kühlwasser werden im mittleren, aktiven Teil der Spule deren Stromwärmeverluste und in den äußeren stromlo sen Spulenabschnitten die Wärmeverluste des Tiegels aufgenommen und abgeführt.

Nachteilig ist bei dieser Ofenausführung allerdings. daß durch die in der Luft über und unter dem mittleren aktiven Teil der Spule verlaufenden magnetischen Querfelder in den äußeren, nicht vom Strom durchflos senen Spulenabschnitten und damit unter Umständen auch, abhängig von deren Entfernung in die Metallteile des Ofen-Grundgestells Spannungen induziert werden. die den Stromverbrauch der Öfen stark erhöhen. Um diese Verluste herabzusetzen, ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen dem aktiven mittleren Teil der Spule und deren endlichen stromlosen Abschnitten Bündel aus einem lamellierten, ferromagnetischen Werkstoff anzuordnen (s. die DT-PS 6 59 590). Diese Maßnahme ist aber in ihrer Ausführung sehr aufwendig und läßt sich insbesondere bei öfen, deren Spulen in Achsrichtung verspannt sind, nur sehr schwer durchführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Induktions-Tiegelofen Mittel vorzuschlagen, durch die wirksam verhindert wird, daß stirnseitig über und unter der Spule in der Luft verlaufende magnetische Querfelder in die Spanneinrichtung der Spule oder die Metallteile des Ofen-Grundgestells eindringen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich zwischen den Ringen und der Spule Abstandselemente befinden, die in ihrem Innen- und Außendurchmesser den Abmessungen der Spule und/oder denjenigen der Ringe angepaßt sind.

Damit in vorteilhafter Weise die Herstellung und der Einbau der Abstandselemente durchgeführt werden ikann, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Abstandselemente entweder längs geschlitzte Zylinder sind oder die Form einer mehrwindigen Spirale haben.

Aus dem gleichen Grund können aber auch erfindungsgemäß die Abstandselemente aus mehreren, aufeinanderliegenden Ringen oder Ringabschnitten bestehen, wobei die letzteren gleichmäßig am Spulenumfang verteilt angeordnet sind.

Dabei können, je nachdem wie es für den einzelnen Anwendungsfall am günstigsten erscheint, nach den weiteren Merkmalen der Erfindung die Abstandseleimente aus einem Isolierstoff oder einem unmagneti- !üchen, elektrisch leitenden Material bestehen, das allseitig isoliert ist, und zur Abführung der Wärme erfin-

dungsgemäß die Abstandselemente wassergekühlt sein.

Um in den mehrteiligen Abstandselementen das Fließen von Strömen zu unterbinden, die durch induzierte Spannungen der von der Spule herrührenden und in der Luft verlaufenden magnetischer» Querfeldern entstehen können, wird zur galvanischen Trennung der einzelnen Teile der Abstandselemente nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die von aufeinanderliegtnden Ringen oder Ringabschnitten gebildeten Abstandselemeote schichtweise in beliebiger Auswahl aus einem Isolierstoff oder einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Material bestehen, wobei letzteres allseitig isoliert und ganz oder teilweise wassergekühlt ist.

Damit die zwischen den Ringen und der im niedrigen Frequenzbereich besonders starke Eigenschwingungen erzeugenden Spule angeordneten Abstandselemente sicher gehalten und gegen Exzentrität gesichert sind, wird erfindungsgemäß noch empfohlen, daß die Abstandselemente zu ihrer Führung und Zentrierung gegenüber der Spule und/oder den Ringen Bunde oder andere bekannte für diesen Zweck geeignele Mittel aufweisen.

Schließlich können noch zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Ofens nach der Erfindung zwischen den Ringen und den Abslandselementen sowie zwischen diesen und der Spule Isolierungen vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung besprochen, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Die Figur der Zeichnung zeigt einen Induktions-Tiegelofen senkrecht geschnitten.

Auf der Standplatte 1 ruht der keramisch zugestellte Tiegel 2, in dem sich die Schmelze 3 befindet.

Der Tiegel 2 stützt sich über eine Asbestzwischenlage 4, radial nach außen an der mit Anschlüssen für die Stromversorgung und Wasserkühlung versehenen Spule 5 und an den Abstandselementen 6,7 ab.

Die Spule und die Abstandselemente werden in Achsrichtung durch die metallischen, wassergekühlten Ringe 8, 9, die über gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Zuganker 10 miteinander verbunden sind, unter Vorspannung gehalten.

Die Zuganker sind über die Gewindehülsen 11 und Schrauben 12 in ihrer Länge einstellbar und durch die Federpakete 13 in sich elastisch.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Abstandselemente 6, 7 aus aufeinanderliegenden Ringen 14, 15, die abwechselnd angeordnet sind. Die an ihrer Schnittfläche schraffierten Ringe 14 sind massiv und bestehen aus einem Isolierstoff. Die anderen Ringe 15 sind dagegen aus einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Materia) hergestellt, das allseitig isoliert ist. Die Ringe 15 haben außerdem Bohrungen zum Hindurchführen des Kühlwassers.

Zwischen den Ringen 8 bzw. 9 und den Abstandselementen 6 bzw. 7 sowie auch zwischen diesen und der Spule 5 sind noch Isolierungen 16 vorgesehen.

Die Ringe 14, 15 und die Isolierungen 16 haben an ihren Mantelflächen randliche Bunde 17 zur Führung und Zentrierung dieser Teile untereinander und gegenüber der Spule 5 bzw. den Ringen 8,9.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Verlustleistungen verkleinert werden und durch den sich daraus ergebenden geringeren elektrischen Energieverbrauch der Betrieb eines Ofens wirtschaftlicher wird als bisher.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Induktions-Tiegelofen mit einer den Tiegel umschließenden Spule, die durch Ringe, zwischen denen sich parallel zur Spulenachse verlaufende, gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Zuganker befinden, axial verspannt und dabei der obere oder der untere Ring am Ofen-Grundgestell festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Ringen (8, 9) und der Spale (5) Abstandselemente (6, 7) befinden, die in ihrem Innen- und Außendurchmesser den Abmessungen der Spule (5) und/oder denjenigen der Ringe (8,9) angepaßt sind.

2. Induktions-Tiegelofen na>.h Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6,7) längs geschlitzte Zylinder sind.

3. Induklions-Tiegelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6,7) die Form einer mehrwindigen Spirale haben.

4. Induktions-Tiegelofen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6. 7) aus mehreren, aufeinanderliegenden Ringen (14 bzw. 15) bestehen.

5. Induktions-Tiegelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6, 7) aus mehreren aufeinanderliegenden. gleichmäßig am Spulenumfang verteilt angeordneten Ringabschnitten bestehen.

6. Induktions-Tiegelofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6.7) aus einem Isolierstoff hergestellt sind.

7. Induktions-Tiegelofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6. 7) aus einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Material bestehen, das allseitig isoliert ist.

8. Induktions-Tiegelofen nach den Ansprüchen 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6,7) wassergekühlt sind.

9. Induktions-Tiegelofen nach den Ansprüchen 1, 4, 5 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von aufeinanderliegenden Ringen (14, 15) oder Ringabschnitten gebildeten Abstandselemente (6, 7) schichtweise in beliebiger Auswahl aus einem Isoliersioff oder einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Material bestehen, wobei letzteres allseitig isoliert und ganz oder teilweise wassergekühlt ist.

10. Induktions-Tiegelofen nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (6, 7) zu ihrer Führung und Zentrierung gegenüber der Spule (5) und/oder den Ringen (8. 9) Bunde (17) oder andere bekannte für diesen Zweck geeignete Mittel aufweisen.

Ί. Induktions-Tiegelofen nach den vorangehender, Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ringen (8,9) und den Abstandselementen (6,7) sowie zwischen diesen und der Spule (5) Isolierungen (16) vorgesehen sind.

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