DE527946C - Induktionsofen zum Schmelzen, Gluehen, Haerten usw - Google Patents

Description

Bisher sind zwei Hauptarten von Induktionsöfen bekannt geworden, die Hochfrequenz- bzw. eisenlosen Induktionsöfen und die Niederfrequenz- bzw. eisengeschlossenen Induktionsöfen. Erstere haben den Vorteil, daß sie das Schmelzgut in jeglicher Form zu erhitzen gestatten, haben aber anderseits den Nachteil erheblicher Streuung und geringerer Wirtschaftlichkeit. Die Niederfrequenzöfen hingegen benötigen einen ringförmigen Schmelzraum und einen geschlossenen Stromkreis zum Anheizen. Es sind auch bereits Öfen bekannt geworden, welche einen Mittelweg einschlagen, wie z. B. der in der Abb. ι im Querschnitt dargestellte, und zwar ist 1 der Schmelztiegel, 2 ein Eisenjoch ähnlich dem eines Transformators, welches von der Primärwicklung 3 umschlossen wird. Diesen Öfen haften jedoch ebenfalls eine Reihe von

ao Nachteilen an. Die von dem Schmelzgut aufsteigende Wärme, in der Abbildung durch Pfeile angedeutet, erhitzt den Eisenkern. Der vorhandene Luftweg, in welchem sich der Schmelztiegel befindet, kann nicht voll ausgenutzt werden. Der Tiegel muß seitwärts aus dem Feld herausgezogen werden usw.

Man hat auch eine Ofenbauart vorgeschlagen, bei welcher das den Kraftfluß schließende Eisen waagerecht liegt und drei von einem Dreiphasenstrom umfLossene Pole den Übergang der Kraftlinien zum Schmelzgut vermitteln. Da bei einem derartigen Ofen die Kraftlinien nicht die Mitte des Tiegels durchfließen, isL die Erhitzung sehr ungleichmäßig. Infolge der bei dieser Bauart notwendigen ausgeprägten Ausbildung der Pole kann sich eine große Menge Streulinien ausbilden, die natürlich für die Erhitzung des Tiegels verlorengehen.

In der vorliegenden Erfindung wird deshalb eine Bauart vorgeschlagen, welche erhebiiche Vorteile aufweist und auch für andere Zwecke, z. B. zum Glühen, Härten usw., benutzt werden kann. Dies geschieht dadurch, daß Eisen und Wicklung im wesentliehen so ausgeführt werden wie bei den modernen Wechselstrom- und Drehstrommaschinen die Statoren, die dort den Rotor umschließen. Dem Rotor entspricht im vorliegenden Falle das zu erhitzende Material. Ein Ausführungsbeispiel einfachster Art zeigt die Abb. 2 (2a im Vertikalschnitt, 2b in

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. e. h. Karl Schmidt in Berlin-Lichtänrade.

Claims (8)

Draufsicht). Hier ist ι wiederum der Schmelztiegel bzw. das zu glühende Gut, 2 ein Eisenjoch, welches jedoch so ausgebildet ist, daß es das zu erhitzende Gut ringförmig amschließt, so daß es gleichzeitig bequem als Armierung für den Ofen selbst dienen kann. Der vorhandene Luftweg wird hierbeij soweit überhaupt möglich, von dem zu erhitzenden Gut ausgefüllt, und die Wärme, die in der Hauptsache nach oben steigt, wird von den Wicklungsteilen und den Statoreisen ferngehalten. Die ganze Bauart wird außerordentlich gedrungen und ist von großer Stabilität. Der Tiegel selbst kann in bequemer Weise durch einen Kran herausgehoben werden, ohne daß das flüssige Material, wie es bei dem seitlichen Herausziehen (vgl. Abb. 1) leicht der Fall ist, überschwappt, oder aber er kann mit dem Eisenkörper zu einem einheitlichen Ganzen zusammengebaut werden. Der äußere Kraftlinien weg verläuft vollständig im Eisen, so daß die Streuung gegenüber den Hochfrequenzofen erheblich verringert wird. Dadurch, daß der Eisenring den Tiegel im ganzen Umfang dicht umschließt, können keine Streulinien durch die Luft entstehen. Es fließt lediglich ein geringer Prozentsatz an Streulinien durch die Tiegelwand, die sich natürlich nicht vermeiden lassen. Die Wicklung 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel verteilt angeordnet, wie es bei Wechselstrommaschinen üblich ist, so daß die Konzentration der magneto-motorischen Kraft in der Mitte am größten ist und gegenüber der Ofenbauart mit ausgeprägten Polen ein großer Fortschritt erreicht ist. Zum Schütze gegen die immerhin auch nach der Seite abstrahlende Wärme des Ofens wird die Wicklung, die ja im vorliegenden Falle dicht neben dem zu erhitzenden Gut sich befindet, mit vorzugsweise einem Leiter pro Nut ausgeführt. Dies hat den Vorteil, daß man die Wicklung leichter mit besonders wärmebeständiger Isolation versehen kann, z. B. mit Glimmerisolation, welche bei mehreren Leitern pro Nut Schwierigkeiten bereitet. Eine weitere Kühlungsmöglichkeit sowohl der Wicklung als auch des umgebenden Eisens wird dadurch ermöglicht, daß man den Leiter in an sich bekannter Weise" in Form von Kupferrohr ausführt, welches durch Luft oder j Wasser gekühlt wird. Natürlich kann man i auch besondere Kühlkanäle im Eisen vorsehen. Die Frequenz der verwendeten Wechselströme kann naturgemäß in den weitesten Grenzen schwanken, und es können sowohl normale Netzfrequenzen als auch mittlere und höhere Frequenzen Verwendung finden. Letzteres bedingt naturgemäß ein möglichst gutes Unterteilen der verwendeten Eisenbleche. Man wird vorzugsweise Dreiphasenstrom verwenden, der ein Drehfeld erzeugt, welches genau wie bei normalen Drehstrommotoren auch auf das zu erhitzende Schmekgut ein Drehmoment ausübt, so daß man mit seiner Hilfe gleichzeitig eine erhebliche Badbewegung erzielen kann. Durch Änderung der Amplitude oder durch Umschaltung der einzelnen Wicklungen oder aber durch Veränderung des Phasenwinkels läßt sich das erwähnte Drehfeld in jeder Weise beeinflussen bzw. aufheben, so daß damit auch die Badbewegung, ohne daß die erzeugte Warm? 7^ erheblich verringert zu werden braucht, beliebig reguliert werden kann. Die Ausführung mit mehreren Phasen ermöglicht den direkten Anschluß eines solchen Ofens an ein normales Drehstromnetz, eine Eigenschaft, welche im Interesse einer gleichmäßigen Belastung der drei Phasen des Netzes von größter Bedeutung ist. Auch zum Glühen, Härten usw. läßt sich ein erfindungsgemäß aufgebauter Ofen sehr gut verwenden. Ein besonderer Vorteil ist für alle genannten Zwecke der, daß der ganze Ofen aus zusammenhängenden Blechen ausgeführt werden kann, im Gegensatz zu den bisherigen Niederfrequenzöfen und auch dem in der Abb. ι dargestellten Ofen, so daß gleichzeitig eine gute Wirtscliaftlichkeit und ein stabiler und leicht zu handhabender Ofenkörper erzielt wird. ΡάΐΕ.Ν tan simü CHJi:

1. Induktionsofen zum Schmelzen, Glühen, Härten usw., bei welchem die Kraftlinien zum Teil im Eisen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem das zu erhitzende Gut ringförmig dicht umschließenden Eisen die Wicklung verteilt angeordnet ist, ähnlich wie bei modernen Wechselstrommaschinen.

2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung mit besonders wärmebeständiger Isolation, z. B. Glimmer, umgeben ist.

3. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus Kupferrohr besteht, durch das ein Kühlmittel zur Kühlung der Wicklung und des umgebenden Eisens hindurchgeführt wird.

4. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Eisen besondere Kühlkanäle vorgesehen sind.

5. Verfahren zum Betrieb von Induktionsöfen nach Anspruch 1, dadurch ge·

kennzeichnet, daß Mehrphasenströme verwendet werden, so daß ein Drehfeld im Schmelzgut erzeugt wird.

6. Verfahren zum Betrieb von induktionsöfen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß normale Netzfrequenzen zugeführt werden.

7. Verfahren zum Betrieb von Induktionsöfen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß höhere als normale Frequenzen zugeführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Amplitudenänderung, Umschaltung oder Winkeländerung der Phasen das Drehfeld beeinflußt bzw. aufgehoben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen