DE531302C - Induktionsofen mit vollkommen gefuellter seitlich angeordneter Rinne - Google Patents

Description

Die Lebensfähigkeit der Ausfütterung bei Induktionsöfen zum Schmelzen von Kupferlegierungen, bei welchen die eigentliche Schmelzrinne vollkommen von Metall gefüllt ist, ist neben einem geeigneten Futtermaterial im wesentlichen abhängig von der Fortschaffung der an den Umkehrpunkten der Strömungen im Rücken der Rinne auftretenden Wärmestauungen,

Zur näheren Erläuterung des Entstehens dieser Wärmestauungen sei Abb. 2 herangezogen.

Die Schmelzrinne a mit ihren beiden Ästen b und c bildet hier die Sekundäre des Ofentransformators mit der Primärspule d und dem Joch f. Steht der Ofen unter Belastung, so wird naturgemäß die Hauptwärme durch den vorhandenen größeren Widerstand in der Rinne erzeugt werden. Diese Wärme

ao verteilt sich zunächst gleichmäßig über die ganze Rinnenlänge, und zwar bedingt durch den Skinneffekt hauptsächlich am Umfang der Rinne. Da in den beiden Rinnenästen demnach die gleichen auf einen Ausgleich nach dem Badraum zu gerichteten Wärmekräfte wirken, wird sich eine Strömung im Sinne der angedeuteten Pfeile bilden, so daß das Metall an beiden Rinnemmündungen ein- und ausströmt. Dadurch befindet sich das an dem Umkehrpunkt der Strömungen bei g in der Rinne befindliche Metall im Ruhezustand. Die an dieser Stelle entstehende Wärme kann sich demnach nur durch den Temperaturunterschied zwischen den nächstliegenden Flüssigkeiten ausgleichen. Da dieser Ausgleich im Gegensatz zu dem Strömungsausgleich (bei geneigter Lage der Rinnenäste) wesentlich geringer ist, wird demnach auch am Punkte g immer eine Wärmestauung auftreten, so daß das Ofenfutter also hier am stärksten beansprucht wird. Versuche, die Rinne horizontal zu legen und bei einer stetigen Steigung der Rinne unter Benutzung einer Komponente der Repulsionskraft einen kontinuierlichen Fluß durch die ganze Rinne hindurch zu erzeugen, sind gescheitert, da die in den beiden Rinnenästen nach den Mündungspunkten zu wirkenden Wärmeausgleichkr.äfte die größeren sind. Günstiger ist es daher schon, wenn ein Ast ohne Repulsion arbeitet, d. h. in der Zentrale der Primärspule liegt, während der andere Ast von dieser Ebene aus ansteigt, demnach die Wärmekraft hier von der Repulsion unterstützt wird. Damit liegt, in Verbindung mit einer größeren Steighöhe dieses Astes, nunmehr ebenfalls ein größeres Kraftmoment in dieser Rinnenseite, so daß also mehr Metall von der anderen Seite in den tiefer liegenden Rinnenast einfließen muß und durch den Punkt g hindurchgeführt wird. Man berücksichtigt in diesem Falle jedoch nicht, daß die jetzt in dem oberen Ast nach dem Mündungspunkt zu wirkende Repulsionskraft gegen das "in diesen Ast wieder einfließende Metall hindernd einwirkt. Es liegt demnach nahe, die Repulsionskraft nur dort wirken zu lassen, wo auch die Wärmeausgleichkräfte die geringsten sind.

Abb. ι, 2 und 3 zeigen eine Lösung dieser Ausführung an einem Induktionsofen mit fast horizontal angeordneter Rinne. Als Beispiel ist hier die Rinne in ihrer ganzen Länge oberhalb der Primärspulenmittelebene h-i (Abb. 3) angeordnet. Während der eine Rinnenast b an der Primärspulenmittelebene anliegt, ist der andere Ast c in einer gewissen Höhe von der Mittelebene der Primärspule gelagert. Beide Äste sind zunächst parallel zu dieser Mittelebene geführt. Die gesamte Steigung des Höhenunterschiedes der beiden Rinnenäste ist hier jedoch in dem in Abb. 2 gezeichneten Winkel α gleich beispielsweise 45⁰ verlegt. Dadurch wird erreicht, daß gerade am Umkehrpunkt der Strömungen die Repulsionskraft mit einer durch die Lage der Rinne bedingten maximalen Komponente in Richtung des höher liegenden Rinnenastes auftritt. Die übrigen Teile der Rinne liegen zwar ebenfalls unter Repulsion, da jedoch hier die Rinnenäste parallel zur Primärspulenmittelebene geführt sind, so wirkt der Repulsionsdruck jetzt senkrecht auf die Rinnenwände und demnach nicht mehr in dem Maße hindernd auf das in die Rinne einfließende Metall wie in der vorerwähnten Anordnung. Im übrigen sorgen an diesen Stellen ja schon die viel stärkeren Wärmeausgleichkräfte für einen günstigen Ofenbetrieb. Ausschlaggebend ist es ja, daß bei der gegebenen Lage der Rinne nunmehr eine kräftig wirkende Repulsionskraft am Rücken der Rinne auftritt. Ein weiterer Umstand, der ebenfalls noch zu letztgenannter Wirkung beiträgt, besteht darin, daß, wie aus Abb. 1 und 3 klar in Erscheinung tritt, die Rinne an dem vom Badraum entferntest liegenden Teil mit einer starken. Steigung durch den Umkehrpunkt g hindurchgeführt wird. Dies ist jedoch nur in der in den Abbildungen gegebenen horizontalen bzw. fast horizontalen Lage der Rinne der Fall, also der Ofen in dem' angeführten Beispiel der gegebene für die Ausführung.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Induktionsofen mit vollkommen gefüllter seitlich angeordneter Rinne, wobei die beiden Äste der von der Rinne gebildeten Schleife in verschiedener Höhe in den Badraum münden, dadurch gekennzeichnet, daß der ganze Steigungsunterschied zwischen dem tiefer liegenden und dem höher liegenden Rinnenast innerhalb eines Winkels von 90 ° symmetrisch oder auch unsymmetrisch zum Rinnenrücken liegt.
2. 2. Ausführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der übrige Teil der Rinne parallel ,zur Primärspulenmittelebene verläuft.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen