DE2402380C2 - Induktoreinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Induktoreinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I. Eine solche Induklorcinheit ist bekannt aus der US-PS 34 85 928.

Außer für Rinnenofen kann die Induktoreinheit beispielsweise für Pfannen oder Behälter verwendet werden, die mit Rinneninduktoren versehen sind. An einem Rinnenofen können auch mehrere Induktoreinheiten angeschlossen sein.

Bei solchen Induktoreinheiten darf der Induktorrahmen nicht innerhalb des Eisenkerns geschlossen sein, da er sonst eine Kurzschlußwindung darstellen würde, in die der im Kern vorhandene magnetische Fluß starke Kurzschlußströme induzieren würde. Der Rahmen muß jedoch in mechanischer Hinsicht in sich geschlossen sein, damit die Ausfütterungsmasse der Induktoreinheit zusammengehalten wird. Bei bekannten Induktoreinheiten ist daher der Rahmen mit einer elektrisch isolierenden Teilungsfuge ausgeführt, wobei die Induktoreinheit mit besonderen versteifenden Konstruktionsteilen versehen werden muß, damit sie selbsttragend wird. F i g. 4 zeigt den Rahmen 11 einer solchen Induktoreinheit mit derTciliingsfugc 13. Bei einer solchen bekannten Induktoreinheit müssen gleichzeitig elektrische und kühlende Konstruktionsteile an der Induktoreinheit in einer oft umständlichen und zeitraubenden Art befestigt werden. Der Platzbedarf für die Kühleinrichtung ist bei dieser bekannten Induktoreinheit erheblich, und man hat oft Schwierigkeiten, eine genügend starke induktive Koppelung zwischen der Induktorspule (Primärwicklung) und der Schmelze (Sekundärwicklung) zu erhalten. Auch die notwendige Kleinhaltung des Streuflusses bereitet bei dieser Induktoreinheit Schwierigkeiten. Schließlich ist es bei dieser bekannten Induktoreinheit schwierig, die Induktoreinheit im Bedarfsfalle schnell abreißen zu können.

ίο Bei der aus der US-PS 34 85 928 bekannten Induktoreinheit besteht der Eisenkern aus mehreren mit Wicklungen versehenen parallelen Schenkeln, wobei das eine Joch des Kerns abnehmbar ist. Der Rahmen der Induktoreinheit besteht aus zwei vertikal übereinanderliegenden Hälften. Das Einlegen des Eisenkerns mit den Spulen erfolgt dann, wenn die untere Hälfte des Rahmens mit Ausfütterungsmaterirl versehen ist. Die auf dem Eisenkern sitzenden Spulen können dann so in geteilte Schulzhülsen eingelegt werden, daß hierbei keine Be-Schädigung des Ausfütterungsmaterials erfolgt. Danach wird der obere Teil des Rahmens aufgesetzt und mit dem unteren verbunden. Zwischen den beiden Hälften des Rahmens muß eine Isolierfuge vorgesehen werden. Der Rahmen ist in sich selbsttragend, und die Abmessungen der Induktoreinheit sind relativ groß. Der Einbau des Eisenkerns erfolgt bei auseinandergenommenem Rahmen. Der Eisenkern hat für den Rahmen der Induktoreinheit keinerlei tragende Funktion. Zwischen den Spulen und den Schutzhülsen kann ein zylindrischer

jo Raum für eine Luftkühlung der Spulen vorgesehen sein.

Aus der GB-PS 11 67 905 ist ein Schmelzgefäß mit

einer Rinneninduktor-Heizung bekannt, bei dem der Transformator des Rinneninduktors einerseits und die .Schmelzrinne mit dem Rahmen andererseits keine Bau-

v, einheit bilden. Die beiden Teile stehen nicht einmal miteinander in mechanischem Kontakt. Vielmehr ist die Schmelzrinnc mit dem Rahmen unmittelbar an dem Schmclzengefäß befestigt und bildet mit diesem eine Baueinheit. Diese Baueinheit wird in den Transformator

in eingesetzt, dessen Kern zu diesem Zweck aus zwei Teilen besteht, von denen der eine Teil die Wicklung trägt. Der letztgenannte Teil befindet sich auf einem Wagen, der auf einer Plattform horizontal verfahren werden kann. Auch der feste Teil des Kerns ruht auf dieser Plattform. Dieser bekannte Rinneninduktor ist durch sehr große Abmessungen gekennzeichnet.

Aus der DE-AS 11 99 903 ist eine Induktoreinheit bekannt, bei der ein dreischenkeliger Eisenkern verwendet wird, auf dessen mittlerem Schenkel die Spule angeordnet ist. Auf dem oberen Joch sitzen Kühlanordnungen und evtl. weitere Spulen. Die Induktoreinheit hat drei Schmelzrinnen, von denen eine den mittleren Schenkel und zwei das obere Joch umfassen. Wenn der Induktor fertiggestellt ist, sind der Eisenkern und die Spule nicht aus dem Induktor herausnehmbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktoreinheit der eingangs genannten Art zu entwikkeln, die bei geringen Außenabmessungen einen festen Rahmen hat und bei der die störanfälligen Teile der Induktoreinheit, nämlich die Spule und ihr Kühlfutter, in einfacher Weise ausgebaut und ggf. ersetzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Induktoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen,

b^ri die erfindung-geinäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

V(H ieilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Uiitcransprüchen genannt.

Durch die Erfindung wird eine Induktoreinheit in selbsttragender Bauweise geschaffen, deren Außenabmessungen relativ klein sind. Dadurch, daß der herausnehmbare Teil des Eisenkerns die Wicklung und das Kühlfutter trägt und dieser gesamte Teil als selbsttragende Einheit ausgebildet ist, kann die störanfällige Spule leicht herausgenommen und ersetzt werden. Dadurch, daß der feste Teil des Eisenkerns gleichzeitig tragender Teil für die Ausfütterungsmasse ist, kann der Rahmen des Induktors relativ klein und schwach ausgebildet werfen. Außerdem gestattet die Erfindung, den Rahmen der Induktoreinheit als geschlossenen Kreis um den Kern herum aufzubauen. Hierdurch wird eine bessere Festigkeit det Rahmens und eine einfachere und verbesserte Kühlung des Rahmens ermöglicht. Dies wiederum führt zu kleineren Abmessungen und damit zu einem geringeren Blindleistungsverbrauch des Induktors. Dadurch, daß der Rahmen in geschlossener Bauweise hergestellt werden kann, kann auch der nicht herausnehmbare Teil der Induktoreinheli auf leichte Weise selbsttragend aufgebaut werden. Die Streuflüsse der Induktoreinheit können klein gehalten werden.

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläuten werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Induktoreinheit, die gerade zusammengesetzt wird,

Fig.2 einen magnetischen Streuflußring längs der Schnittlinie2-2in Fig. 1,

F i g. 3 eine zusammenmontierte Induktoreinheit, F i g. 4 eine Induktoreinheit bekannter Bauart,

F i g. 5 einen Induktorrahmen ohne Kern,

Fig.6 einen Induktorrahmen ohne Eisenkern in perspektivischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine beispielsweise für einen Rinnenofen bestimmte Induktoreinheit aus einem abnehmbaren Teil 14 und einem festen Teil 15 aufgebaut ist. Die beiden Teile 14 und 15 werden über die Stoßfugen 16 und 17 (siehe die Pfeile A und B) miteinander verbunden.

Der Eisenkernteil 18 des festen Induktorteils 15 dient zugleich als tragendes Teil der Konstruktion und ist mit dieser zusammengeschweißt. Er trägt unter anderem die Alisfütterung, d. h. die keramische Masse 19. die um eine Schablone für die zu formende Schmelzrinne 20 herum gestampft ist. Wie aus Fig. 3 erkennbar, kann der Rahmen als geschlossener elektrischer Kreis außerhalb des Eisenkerns ausgebildet werden; er bleibt dann während des Betriebes elektromagnetisch gesehen wirkungslos.

Der abnehmbare Induktorteil 14 besteht aus einer Induktionsspule 21 und dem Kühlfutter 22 mit Kühlleitungen. Er wird durch Verschweißung und Bandagierung 23 (F i g. 1) selbsttragend gemacht.

Die Ausführung mit ungeteiltem, geschlossenem Rahmen gestattet es. daß der Kühlwasserkreis für die Kühlung des Rahmens aus einer einzigen ungeteilten Abzweigung 24 (Fig. 6) besteht. Bekannte Ausführungen erfordern mehrere isolierende Schläuche im Kreis, u. a. wegen des erforderlichen Isolierspalts 13 (F i g. 4). t>o

Der Rahmen bei der Induktoreinheit vermindert die Gefahr, daß der Streufluß Wirbelströme in den tragenden Konstruktionsteilen erzeugt.

Der abnehmbare Teil 14 der Induktoreinheil kann separat hergestellt werden, wodurch die gesamte Mon- b> tage der Induktoreinheit einfach wird und schnell durchgeführt werden kann. Gleiches gilt für dus Auseinandernehmen der l'iduktoreinhcit.

Der Flansch zur Befestigung der Induktoreinheit an dem Ofen, beispielsweise bei einer abnehmbaren, austauschbaren Induktoreinheit, kann zweckmäßigerweise als Befestigungsflansch 25 (Fig. 3) mit geschlossenem, hohlem Querschnitt ausgeführt werden. Der so gewonnene geschlossene Kanal kann zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit für die Befestigungsfuge dienen. Der Flansch 25 dient somit zugleich als Versteifung wie auch als Kühlwasserleiter. Der Rahmen wird wie ein geschlossener elektrischer Kreis ausgeführt, indem man außerhalb des Eisenkerns 26 (F i g. 3) die beiden Rahmenhälften zusammenschweißt. Innerhalb des Eisenkerns, im Bereich des Fensters des Eisenkerns, unterhalb der Öffnung für den die Spule tragenden Kernschenkel, ist ein Streuflußspalt 29 im Rahmen vorhanden (F i g. 5). Bei 24 in F i g. 3 und 6 werden die versteiften Kühlwasserleiter gezeigt. Die Kühlwasserleiter sind hier so ausgeführt, daß sie gleichzeitig als Versteifung für den Induktorrahmen dienen.

Der Induktorrahmen muß aus verschiedenen Gründen mit Blechen versteift werden, und diese Bleche 30 (F i g. 6) können gleichzeitig als Füße für den Induktor ausgeführt werden.

Kein Teil dieser Induktoreinheit braucht mit Luftkühlung ausgeführt zu werden. Sowohl die Spule als auch das Kühlfutter und der Rahmen werden wassergekühlt. Dies ermöglicht eine bessere induktive Kopplung zwischen Primärkreis 21 und Sekundärkreis 20. Man erhält einen niedrigen Blindleistungsverbrauch und durch die Wasserkühlung wird die Konstruktion kompakter. So kann man die Spule 22 näher an die Rinne 20 legen, d. h. das elektrische Baumaß wird in radialer Richtung klein, und die induktive »Kopplung« wird somit besser.

Ein weiteres wichtiges Merkmal besteht darin, daß der abnehmbare Kernteil 32 (F i g. 1) die Spule 21 trägt, die ihrerseits das Kühlfutter 22 trägt, ohne daß Spule und Kühlfutter die übrigen Teile des Induktors berühren. Durch die Befestigung des Kühlfutters kann auf ein größeres Toleranzspiel des Rahmens verzichtet werden. Falls erwünscht, kann ein Spalt zum Kühlfutter vorgesehen werden. Das Kühlfutter 22 schützt die Spule 21, was die Montage einfacher und sicherer macht.

Man kann den Streufluß in den äußeren Teil des Rahmens verringern, indem man gemäß F i g. 2 in der Rahmenbildung 34 und 35 für die Spule und den Kern (F i g. 5) einen Streuflußring 33 aus elektrisch leitendem Material, z. B. Aluminium oder Kupfer, anbringt. Hierdurch wird der übliche Streufluß verkleinert, was sonst außerhalb des Ringes 33 geschehen würde.

Ein weiterer Vorteil einer Ausführungsform gemäß Fig. 1 besteht darin, daß sie ein einfaches Beseitigen einer verbrauchten Ausfütterung ermöglicht. Zum Herausreißen der Ausfütterung wird der abnehmbare Induktorteil 14 (Fig. 1) entfernt und der Induktor anschließend auf den Kopf gestellt. Wenn alle Flächen, an denen die Ausfütterung anliegt, mit einem zur Ausräumöffnung hin querschnittserweiternden Neigungswinkel versehen sind, kann die Ausfütterung leicht entfernt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Induktoreinheit zur lösbaren Befestigung am zentralen Herdteil eines Rinnenofens oder eines anderen Behälters, wie beispielsweise einer Pfanne, bestehend aus einem Rahmen, welcher die die Rinne bildende Ausfütterungsmasse (19) enthält, einer mit einem Kühlfutter (22) umgebenen Induktionsspule (21) und einem Eisenkern (26), welcher aus einem festen Teil (18) und einem von der Induktoreinheit abnehmbaren Teil (32) besteht, der an den festen Teil (18) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Teil (18) des Eisenkerns (26) mit dem Rahmen (11) verschweißt ist, daß die Spule (21) vollständig auf dem abnehmbaren Teil (32) des Eisenkerns untergebracht ist und dn.ß der aus dem abnehmbaren Teil (32) des Eisenkerns, der Spule (21) und dem Kühlfutter (22) bestehende abnehmbare Teil (14) des Induktors durch Zusammenschweißen und geeignete Bandagierung (23) zu einer selbsttragenden Einheit ausgebildet ist.

2. Induktoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (11) ungeteilt ist und einen Streuflußspalt (29) innerhalb des Eisenkerns aufweist.

3. Induktoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen mit Kühlwasserleitern (24) ausgerüstet ist, die als ein ungeteilter Kühlwasserkreis ausgeführt gleichzeitig als Versteifungen für den Rahmen dienen.

4. Induktoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rahmenöffnungen (34, 35) für den abnehmbaren Teil (32) des Eisenkerns (26) und die Spule (21) zur Verringerung des Streuflusses ein Ring (33) aus elektrisch gut leitendem Material angeordnet ist.