DE3229374A1

DE3229374A1 - Mehrlagige zylindrische induktionsspule

Info

Publication number: DE3229374A1
Application number: DE19823229374
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 5107 Simmerath Schluckebier
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1984-03-08
Also published as: GB2126059B; GB2126059A; FR2531596A1; GB8321076D0; DE3229374C2; FR2531596B1

Description

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Otto Junker GmbH, 5107 Simmerath Mehrlagige zylindrische Induktionsspule

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mehrlagige zylindrische Induktionsspule zum Erwärmen oder Schmelzen von metallischem Gut im Spuleninnenraum, mit einer Kühleinrichtung für den wenigstens einen Leiter der Spule.

Eine solche Induktionsspule ist zum Beispiel bekannt aus dem Bericht Nr. k der Abteilung Ha des VIII. Kongresses der Union Internationale d'Electrothermie "The Theory of Multi-Layere Windings for Induction Heating and their Application to a 1 MW, 50 Hz, Longitudinal Flux Billet Heater" von I.G. Harvey. In diesem Bericht ist ausgeführt, daß mit mehrlagigen Induktionsspulen ein verbesserter Wirkungsgrad gegenüber einlagigen Induktionsspulen erzielt werden kann. Ein Problem bei den mehrlagigen Spulen stellt allerdings die Kühlung der Leiter dar. Bei der bekannten Induktionsspule wird von außen gekühlt, das heißt, die isolierten Spulenwindungen sind axial und radial mit Abstand voneinander angeordnet, und die gesamte Spule beziehungsweise mehrere Teilspulen befinden sich in einem wasserdichten Behälter mit Wasserzu- und -ablauf. Das durch die Zwischenräume der Leiter strömende Wasser soll die gewünschte Kühlung bewirken.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß eine möglichst gleichmäßige Kühlung erfolgen soll, ist die bekannte Induktionsspule jedoch unvorteilhaft, weil es strömungstechnisch kaum zu realisieren ist, an jeder Stelle der Spule gleichmäßig zu kühlen.

Es können örtliche überhitzungen an der Spule auftreten, was die Zerstörung der Spulenisolation zur Folge haben kann. Weiterhin kann die Isolierung durch die Einwirkung des Kühlwassers mit der Zeit beschädigt werden, so daß die Gefahr von Überschlägen zwischen den Windungen und somit der Zerstörung der Spule besteht. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, daß aufgrund des kühlungstechnisch bedingten großen Abstandes zwischen dem Werkstück und der Spuleninnenseite der cos-phi relativ niedrig ist. Aufgrund der relativ komplizierten Kühleinrichtung lassen sich Reparaturarbeiten nur sehr umständlich durchführen. Der Ausbau der Spule ist zeitraubend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine .Induktionsspule der eingangs genannten Art anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist und sich durch einen guten Wirkungsgrad auszeichnet.

Bei einer Induktionsspule der oben genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühleinrichtung als den Leiter in Längsrichtung durchsetzender Kühlkanal ausgebildet ist. Den Leiter bei einer Induktionsspule mit einem Hohlkanal zu versehen, durch den ein vorzugsweise flüssiges Kühlmittel geleitet wird, ist.an sich seit langem bekannt. Allerdings ist man bisher bei mehrlagigen Induktionsspulen der hier in Rede stehenden Art grundsätzlich davon ausgegangen, daß die radiale Dicke der Leiter nicht mehr als 3 mm betragen dürfe. So ist zum Beispiel in dem oben erwähnten Bericht auf Seite 9 ausgeführt, daß statt der Außenkühlung mit wasserdichtem Behälter auch intern gekühlte Leiter verwendet werden könnten, daß der Einsatz einer solchen Spule jedoch in den meisten Anwendungsfällen ausgeschlossen sei wegen des Erfordernisses, daß die radiale Dicke der Leiter nicht mehr als

j> mm betragen dürfe. In der Literaturstelle ist weiter ausgeführt, daß sich tier Einsatz deswegen nicht lohne, weil innengekühlte Leiter mit einem so geringen Querschnitt teuer seien und uie Kühlung aufgrund des geringen Wasserdurchsatzes nur unzureichend sei. Es ist bekannt, daß die Wirbelstromverluste in einer Spule mit anwachsender Leiterstärke zunehmen. Erfindungsgemäß beträgt die raaiale Dicke der Leiter mehr als 3 nun. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die radiale Dicke der Leiter 7,5-8,5 mm beträgt. Die bei derart dickerVLeitern auftretenden Wirbelstromverluste sind nicht unbeträchtlich, überraschenderweise hat sich jeuoch gezeigt, daß durch den durch die erfindungsgemäße Kühlung bedingten kompakten Aufbau der Induktionsspule insgesamt ein relativ hoher Wirkungsgrad erzielt wird, so daß die aufgrund der hohen Leiterstärke verursachten Wirbelstromverluste mehr als ausgeglichen werden.

Die erfindungsgemäße Induktionsspule gestattet ein direktes Aufeinanderwickeln der isolierten Leiter, so daß die Gesamtabmessungen der Spule relativ gering sind. Der cos-phi ist relativ hoch, weil der Abstand zwischen dem Werkstück und dem Spuleninneren sehr gering ißt. Der Wirkungsgrad einer Induktionsspule der hier in Rede stehenden Art hängt neben anderen Paktoren auch von aem sogenannten Kupferfüllfaktor ab. Der Kupferfüllfaktor ist repräsentativ dafür, inwieweit die Spulenquerschnittsfläche tatsächlich von dem Kupferleiter ausgefüllt wird. Je näher der Kupferfüllfaktor dem Wert 1 kommt, umso besser ist der Leistungsfaktor und umso besser ist der elektrische Wirkungsgrad der Spul* bei aer erfinaungsgemäßen Induktionsspule kommt der Kupferfüllfaktor dem Wert 1 sehr nahe, zumindest in radialer Richtung der Spule.

Gegenüber den bekannten einlagigen Spulen wird ein wesentlich beaBerer Wirkungsgrad erzielt. Gegenüber den eingangs erläuterten bekannten mehrlagigen Induktionsspulen wird insbe-

sondere erreicht, daß» die Spule kompakter aufgebaut ist, also kleinere Außenabmessungen besitzt. Die Gefahr von örtlichen Überhit 2ungen und von möglicherweise auftretenden Überschlägen zwischen den Leitern ist ausgeschaltet. Da kein spezieller Wasserbehälter für das Kühlmittel vorgesehen sein muß, läßt sich die Spule gegebenenfalls rasch reparieren.

Als weiterer, bedeutender Vorteil der Erfindung ist anzusehen, daß bereits existierende Induktions-Erwärmungsanlagen ohne besonderen Aufwand mit den erfindungsgemäßen mehrlagigen Induktionsspulen ausgestattet werden können. Dieses rasche und somit billige Umrüsten existierender Anlagen ist bei der oben beschriebenen bekannten "Außenkühlung" nicht möglich.

Wie bereits oben erwähnt wurde, wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme ein relativ guter Wirkungsgrad erreicht. Allerdings wäre es wünschenswert, den Wirkungsgrad durch weitestgehende Ausschaltung von Wirbelstromverlusten noch weiter zu erhöhen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Leiter als aus mehreren Leiterprofilen zusammengesetzter Mehrfachleiter, insbesondere als aus zwei Leiterprofilen zusammengesetzter Doppelleiter ausgebildet ist. Die Ausbildung als Mehrfachleiter mit zwischen den Leitern befindlicher elektrischer Isolierung verhindert weitgehend die Entstehung von Wirbelstromverlusten beim Betrieb der Induktionsspule.

In einer spziellen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Doppelleiter im wesentlichen rechteckigen oder ovalen Querschnitt aufweist, und daß sich die jeweils einen Kühlkanal aufweisenden Leiterprofile wenigstens teilweise überlappen und in dem Überlappungsbereich elektrisch voneinander isoliert sind. Der Querschnitt der aus mehreren Leitcrprofilen

bestehenden Leiter ist wie bei den bekannten Leitern vorzugsweise angenähert rechteckig, so daß eine kompakte Spulenwicklung möglich ist. Gemäß der obigen Beschreibung ist es zwar grundsätzlich möglich, den gesamten Leiterquerschnitt aus massiven Kupfer mit darin eingebettetem Hohlkanal auszubilden, nach der genannten Weiterbildung ist es aber günstiger, wenn der Hohlkanal des Leiters ebenso wie bei der massiven Ausführung des Leiters einen relativ großen Querschnitt hat, der LeJ ter im übrigen jedoch geringere Höhe aufweist. Werden dann zwe Leiter dieser Art zusammengefaßt, so überlappen sich die dünn« ren Bereiche des Leiters, so daß insgesamt ein im wesentlicher rechteckiger Querschnitt erzielt wird. Obschon das Leiterprofi im wesentlichen also nur 3 - 4 mm stark ist, weist der Hohlkar einen relativ großen Querschnitt auf, so daß eine ausreichende Kühlung gewährleistet ist. Pur diese spaielle Ausgestaltung d€ Leiters mit sich wenigstens teilweise überlappenden Leiterprofilen wird selbständiger Schutz geltend gemacht.

Die zwecks Herabsetzung der Wirbelstromverluste und zui Optimierung des Wirkungsgrads vorgeschlagene Überlappung der Leiterprofile kann auf verschiedene Weise realisiert werden. In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß di< beiden Leiterprofile mit ihren dem jeweiligen Kühlkanal abgewandten Seiten kammartig ineinandergreifen, insbesondere mit einer Nut beziehungsweise Feder ausgebildet sind. Zusätzlich zu der gewünschten teilweisen Überlappung der Leiterprofile wird bei dieser Ausführungsform noch erreicht, daß die beiden Leiterprofile gut zusammenhalten.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die beiden Leiterprofile symmetrisch ausgebildet sind und zusammen einen im wesentlichen rechteckigen oder ovalen Querschnitt bilden. Die

beiden symmetrischen Leiterprofile ergänzen sich bei ihrem Zusammenfügen vorzugsweise zu einem Rechteck.

Eine mögliche Ausführungsform der symmetrischen Leiterprofile sieht vor, daß die Leiterprofile keilförmig ausgebildet sind, wobei der Kühlkanal in dem der Keilspitze abgewandten Ende des Profils vorgesehen ist. Eine fertigungstechnisch etwas günstigere Ausführungsform sieht vor, daß die Leiterprofile an einer Seite abgestuft ausgebildet sind.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung, die sich durch sehr geringe Wirbelstromverluste auszeichnet, sieht vor, daß die Leiterprofile einen den Kühlkanal zu etwa 3/¹* kreisringförmig umschließenden Abschnitt aufweisen, an den sich eine mit einem zugespitzten Ende versehene Rippe anschließt, derart, daß zwei um l80° gegeneinander gedrehte Profile eine im wesentlichen geschlossene Rechteckfläche bilden. Der Querschnitt dieser Ausführungsform der Erfindung ist vergleichbar mit zwei nebeneinanderliegenden Neunen, von denen die eine "9" um 180° gedreht ist.

Zwar lassen sich die beiden Leiterprofile eines Leiters grundsätzlich beliebig elektrisch verschalten, vorzugsweise sind die Leiterprofile eines Leiters jedoch parallelgeschaltet.

Um das erfindungsgemäße Leiterprofil bei einer Induktionsspule optimal ausnutzen zu können, muß die Spulenwicklung derart beschaffen sein, daß tätsächlich ein kompakter Aufbau erzielt wird. Dies wird insbesondere dann gewährleistet, wenn die Spulenwicklung so beschaffen ist, wie es in der am gleichen Tage eingereichten Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen P beschrieben ist. Demgemäß sieht die vorliegende Er-

finaung vor, daß der beziehungsweise die Leiter der Spule ein beziehungsweise mehrere Spulensegmente bilden, die jeweils aus zwei nebeneinander angeordneten, gegensinnig gewickelten, mehrlagigen Spulenspiralen bestehen, wobei die inneren Windungslagen der beiden Spulenspiralen miteinander verbunden sind, vorzugsweise mit einem schräg zur Ebene der Spulenspiralen verlaufenden Übergangsstück verbunden sind. Eine solche Spulenwicklung ist für relativ dicke und breite Leiterprofile gut geeignet, da die spezielle Art der Wicklung keine scharfen Knicke oder Biegungen erforderlich macht.

Ls hat sich gezeigt, daß eine Verringerung der Wirbelstromverluste dadurch erzielt werden kann, daß der Leiter wenigstens an einer Schmalseite einen abgerundeten, vorzugsweise halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Durch diese Maßnahme, gemäß der der Leiter vorzugsweise auf beiden Schmalseiten halbkreisförmig abgerundet ist, läßt sich der elektrische Wirkungsgrad etwa um 10 % verbessern.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen;

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer Induktionsspulenanordnung,

Fig. 2A

bis 2C jeweils eine Querschnittansicht eines mit einem

Kühlkanal ausgestatteten Spulenleiters,

Fig. 3 eine Querschnittansicht eines Leiterprofils mit Kühlkanal,

Fig. k eine Querschnittansicht zweier zu einem Spulen leiter zusammengefügter Leiterprofile, und

Pig. 5

bis 7 Querschnittansichten verschiedener Ausführungsformen von Spulenleitern.

Pig. 1 zeigt einen Teil einer mehrlagigen zylindrischen Induktionsspule, die zum Erwärmen eines durch den Spuleninnenraum geführten metallischen Werkstücks 1 dient. Der in der Zeichnung dargestellte Teil der Induktionsspule besteht aus einem Spulensegment 2, welches seinerseits aus zwei gegensinnig gewickelten Spulenspiralen 3 und k besteht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf Wicklungslagen vorgesehen. Die beiden inneren Windungslagen der Spulenspiralen 3 und 4 stehen mit einem Übergangsstück 5 in direkter Verbindung. Das Übergangsstück 5 verläuft schräg zur Ebene aer beiden Spulenspiralen 3 und 4.

Die nach oben herausgeführten Enden der äußeren Windungslagen sind gegeneinander, das heißt aus der Zeichnungsebene heraus beziehungsweise in die Zeichnungsebene hinein, versetzt. Der elektrische Anschluß erfolgt über die Anschlußfahnen 6 und 7. An den Enden der Spulenleiter befinden sich Wasseranschlußstutzen 8 und 9.

Die gesamte Induktionsspule ,wird von mehreren Spulensegmenten 2 gebildet, die dicht nebeneinanderliegend angeordnet sind.

Im folgenden sollten unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 7 versdiedene Ausführungsformen von Spulenleitern (im folgenden Leiter genannt), die für die anhand von Pig. I beschriebene Spulenspirale eingesetzt werden, erläutert werden.

Fig. 2A zeigt die sehr einfache und wenig aufwendige Ausführungsform eines Leiters. Der Leiter 20 besteht aus massi-

vem Kupfer, in den nach einem hierfür üblichen und bekannten Verfahren ein Kühlkanal 21 eingearbeitet ist. Zur gegenseitigen Isolierung der Spulenwindungen kann der Leiter 20 in an sich bekannter Weise von einer elektrisch isolierenden Wickelbandage 2i umgeben sein. Die Höhe des Leiters 20 beträgt 8,5 mm, die Breit« des Leiters beträgt 40 mm. Im Betrieb der Induktionsspule wird der Kühlkanal 21 von Wasser durchströmt, so daß die einzelnen Windungen der Spule ausreichend und gleichmäßig gegekühlt werden. Während bei diesem Ausführungsbeispiel die in der Zeichnung dargestellte rechte Schmalseite des Leiters 20 flach ausgebildet ist, weist die linke Seite des Leiters einen halbkreisförmigen querschnitt auf. Durch diese Abrundung des Leiterquerschnitts verringern sich die Wirbelstromverluste.

Die Fig. 2ß und 2C zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Leiters, wobei sich diese Ausführungsbeispiele von dem Leiter 20 gemäß Fig. 2A dadurch unterscheiden, daß der Leiterquerschnitt auf beiden Schmalseiten etwa halbkreisförmig abgerundet ist. Der in Fig. 2B dargestellte Leiter 20' weist einen im wesentlichen ovalen Kühlkanal 21' auf, der symmetrisch bezüglich des Leiterquerschnitts angeordnet ist. Bei dem Leiter 20'' gemäß Fig. 2C befindet sich der Kühlkanal 21'' in der linken Hälfte des Leiterquerschnitts. Auch bei den nachstehend noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen der Erfindung ist wenigstens· eine Schmalseite des Leiters vorzugsweise halbkreisförmig abgerundet, um die Wirbelstromverluste möglichst gering zu halten. Versuche mit einer sechslagigen Spule aus einem Leiter mit einem Querschnitt von 8,5 mm χ 23 mm haben ergeben, daß der elektrische Wirkungsgrad bei einem Leiter mit vollständig rechteckigem Querschnitt 0,52 betrug, während der Wirkungsgrad bei einem Leiter mit abgerundeten Schmalseiten 0,57 betrug.

Mit dem Leiter gemäß den Fig. 2A bis 2C wird bei einer mehrlagigen zylindrischen Spule, die einen Aufbau gemäß Fig, I aufweist, ein relativ hoher Wirkungsgrad erzielt. Allerdings entstehen - bedingt durch die relativ große radiale Dicke von 8,5 mn - noch beträchtliche Wirbelstromverluste, die durch Verwendung der Leiterprofile gemäß den Fig. 3 bis 7 sehr stark vermindert werden können.

Fig. 3 zeigt ein Leiterprofil 30 mit einem Kühlkanal 31· Es werden zwei derartige Leiterprofile 30 - um l80° gegeneinander verdreht - gemäß Fig. 4 zu einem Leiter 40 zusammengefaßt. Die beiden Leiterprofile werden von einer elektrisch isolierenden Wickelbandage 42 zusammengehalten. Die beiden Leiterprofile sind voneinander durch eine elektrisch isolierende Zwischenschicht 43 getrennt.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsforir,, die hinsichtlich der Vermeidung von Wirbelstromverlusten bevorzugt wird. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, welches einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, ist der Querschnitt der Ausführungsform gemäß Fig. 5 angenähert oval. Der Leiter 50 besteht aus zwei um l80 gegeneinander verdrehten Leiterprofilen 50a und 50b, die in dem dargestellten Zustand einen weitestgehend geschlossenen Querschnitt aufweisen. Die beiden Leiterprofile sind elektrisch durch eine isolierende Zwischenschicht 53 voneinander getrennt. Aus der Zeichnung ist

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ersichtlich, daß die beiden Leiterprofile 50a und 50b völlig identisch ausgebildet und symmetrisch angeordnet sind.

Das Leiterprofil 50a beispielsweise weist einen den Kühlkanal 51a etwa zu 3/4 kreisringähnlich umschließenden Abschnitt 54 auf, an den sich eine Rippe 55 anschließt. Die Rippe 55 ist knapp halb so dick wie der gesamte Leiter 50. Das dem Kühlkanal 51a abgewandte Ende der Rippe 55 ist zwecks Anpassung an den kreisringförmigen Abschnitt des Leiterprofils 50b zugespitzt.

Die beiden Leiterprofile 50a und 50b werden von einer Wickelbandage 52 zusammengehalten. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Dicke eines der sich überlappenden Leiterprofile 50a und 50b an keiner Stelle größer als die Hälfte der Dicke des Leiters 50. Dies gewährleistet einen hohen Wirkungsgrad der Induktionsspule wegen der geringen Wirbelstromverluste im Leiter.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind zwei identisch ausgebildete Leiterprofile 60a und 60b mit Kühlkanälen 6la und 6lb mit einer Wickelbandage 62 zu einem Leiter 60 zus ammeng efai? Eine Isolierschicht 63 trennt die beiden Leiterprofile 60a und 60b.

Gemäß Fig. 7 wird ein Leiter 70 durch zwei kammartig ineinandergreifende Leiterprofile 70a und 70b gebildet. Das Leiterprofil 70a besitzt eine Nut 76, in die eine Feder 77 des Leiterprofils 70b unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht 73 eingreift. Durch diese Ausführung der Leiterprofile mit Nut und Feder werden die beiden Leiterprofile gut zusammengehalten Dieser Zusammenhalt wird noch unterstützt durch eine Wickelban· dage 72.

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Die Erfindung wurde mit einer Versuchsanordnung getestet, bei welcher der Leiter gemäß Fig. 5 eingesetzt wurde. Die Induktionsspule bestand aus insgesamt 15 Teilspulen der oben anhand von Fig. 1 erläuterten Art. Bei sechs Windungslagen betrug demgemäß die Anzahl der Windungen pro Teilspule zwölf. Bei einem Spulendurchmesser von 210 mm betrug die Spulenlänge 720 mm, der Spulenleiter hatte eine radiale Dicke von 8,5 mm und eine axiale Breite von 46 mm. Mit der so aufgebauten Induktionsspule wurde ein wassergekühlter Hohlblock aus Kupfer mit einem Durchmesser von 165 mm und einer Länge von 650 mm auf einem Temperaturniveau von 120° C warm gehalten. Die elektrische Leistung betrug 122 kW. Der Kühlwasserdurchsatz pro Kühlkanal jedes Leiterprofils betrug 0,2 m /h. Eine Messung der Wassertemperatur ergab eingangsseitig einen Wert von 9,3° C und ausgangsseitig einen Wert von 19,2° C. Die Stromstärke betrug I.I65 A, die Windungsspannung 3,35 V, der elektrische Widerstand betrug 1,70 χ

Als Verlustleistung der Gesamtspule wurde ein Wert von 34,77 kW ermittelt, der cos-phi betrug 0,175. Aus den gegebenen Daten errechnet sich der elektrische Wirkungsgrad zu 0,715. Als Vergleich hierzu sei angegeben, daß bei einlagigen Induktionsspulen mit Innenkühlung ein elektrischer Wirkungsgrad von etwa 0,425 erreicht wird.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können auch noch andere Leiterprofile eingesetzt werden, die dem Erfordernis geringer Wirbelstromverluste Rechnung tragen. So zum Beispiel kann in Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7 vorgesehen sein, daß mehrere Nuten und Federn an den beiden Leiterprofilen vorgesehen werden, so daß sin eine weitere Herabsetzung der Wirbelstromverluste erreichen läßt. Die aus mehreren Leiterprofilen

ά ΔΙΧό I

bestehenden Leiter brauchen nicht unbedingt als Doppelleiter
ausgebildet zu sein, sondern es können auch drei oder mehr Leiterprofile zu einem einzigen Leiter zusammengefaßt werden. Allerdings wird bei solchen Ausführungsformen in Kauf genommen
werden müssen, daß die einzelnen Leiterprofile nicht identisch ausgebildet sind, so daß für die Herstellung eines Leiters ver*- schiedene Leiterprofile verfügbar sein müssen, was die Gesamtanlage verteuert.

Die erfindungsgemäße Induktionsspule kann nicht nur zum Erwärmen von metallischem Gut verwendet werden, sondern es besteht auch die Möglichkeit, die Spule bei Schmelzöfen einzusetzen.

Claims

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DR.-ING. W. STUHH:MÄn74 ^--ΟΙΡΙ,.-SWG. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

AKTEN-NR.

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463O BOCHUM, I5 . b . 1

Postschließfach* 1O 24 6b Fernruf O2347B 19 57 Bergstraße 1B9 Telegr.i Stuhlmannpatent

XD/Sn

Patentansprüche:

1 .^Mehrlagige zylindrische Induktionsspule zum Erwärmen oder Schmelzen von metallischem Gut im Spuleninnenraum, mit einer Kühleinrichtung für den wenigstens einen Leiter der Spule, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühleinrichtung als den Leiter (20, 30, 40, 50, 60, 70) in Längsrichtung durchsetzender Kühlkanal (21, 31, 51a, 51b, 6la, 6lb) ausgebildet ist.
2. Induktionsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die radiale Dicke der Leiter 7,5 - 8,5 mm beträgt.
3. Induktionsspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Leiter als aus mehreren Leiterprofilen zusammengesetzter Mehrfachleiter, insbesondere als aus zwei Leiterprofilen (30; 50a, 50b; 60a, 60b; 70a, 70b) zusammengesetzter Doppelleiter (40, 50, 60, 70) ausgebildet ist.
4. Induktionsspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Doppelleiter im wesentlichen rechteckigen oder ovalen Querschnitt aufweist, und daß sich die jeweils einen Kühlkanal (31, 51a. 51b, 6la, 6lb) aufweisenden Leiterprofile (30, 50a, 50b, 60a, 60b) wenigstens teilweise überlappen und in dem Überlappungsbereich elektrisch voneinander isoliert sind.
5. Induktionsspule nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiterprofile mit ihren dem jeweiligen Kühlkanal abgewandten Seiten kammartig ineinandergreifen, insbesondere mit einer Nut (76) beziehungsweise Feder (77) ausgebildet sind. (Fig. 7)
6. Induktionsspule nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet ,daß die beiden Leiterprofile symmetrisch ausgebildet sind und zusammen einen im wesentlichen rechteckigen oder ovalen Querschnitt bilden.
7. Induktionsspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterprofile (60a, 60b) keilförmig ausgebildet sind, wobei der Kühlkanal (6la, 6lb) in dem der Keilspitze abgewandten Ende des Profils vorgesehen ist (Fig. 6).
8. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterprofile an einer Seite abgestuft ausgebildet sind (Fig. 3» 4) ·
9. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterprofile (50a, 50b) einen den Kühlkanal (51a, 51b) zu etwa 3/4 kreisringförmig umschließenden Abschnitt (54) aufweisen, an den sich eine mit einem zugespitzten Ende versehene Rippe (55) anschließt, derart, daß zwei um l80° gegeneinander gedrehte Profile eine im wesentlichen geschlossene Rechteck- oder Ovalquer· schnitte/bilden (Fig. 5).
10. Induktionsspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

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üie !,eitert-rofile eines Leiters parallel geschaltet situ..
11. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 1 bis lü, dadurch gekennzeichnet, daß der beziehungsweise die Leiter der Spule ein beziehungsweise mehrere Spulensegmente (2) bilden, die jeweils aus zwei nebeneinander angeordneten, gegensinnig gewickelten, mehrlagigen Spulenspiralen (3, 4) bestehen, wobei die inneren Windungslagen der beiaen Spulenspiralen (3, 4) miteinander verbunden sind, vorzugsweise mit einem schräg zur Ebene der Spulenspiralen verlaufenden Übergangsstück ( 5) verbunden sind.
12. Induktionsspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daü aer Leiter wenigstens an einer Schmalseite einen abgerundeten, vorzugsweise halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.