DE69012298T2

DE69012298T2 - Heizen von Lagern und dergleichen.

Info

Publication number: DE69012298T2
Application number: DE69012298T
Authority: DE
Inventors: George William Tyler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1990-11-13
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2010-11-14
Also published as: KR0171051B1; CA2029600A1; KR910013978A; EP0434204A1; TW215140B; DE69012298D1; EP0434204B1; AU6590690A; NO905463L; AU622056B2; CA2029600C; NO178520B; NO178520C; NO905463D0; PT96225B; AR247324A1; ATE111292T1; NZ236123A; BR9006377A; PT96225A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung dreht sich um Induktionsheizkörper zur Erhitzung ringartiger Teile wie Kugellager und ähnlichen Produkt en, die sich um Stangen oder Rohre schliessen müssen.

DIE VORGESCHICHTE

Induktionsheizung ist wohl bekannt und wurde auf die konventionelle Art und Weise durch einen Apparat erzielt, der sich aus einer primären Spulung eines Transformers und dem Kugellagerring als sekundäre Spulung dienend, zusammensetzt. Dies ist dadurch erzielt, indem man eine hufeisenförmige Konstruktion für die primäre Spulung verschafft, und ein Verbindungsstück dazu nimmt zur Vervollkommnung des Energiekreislaufs; das Verbindungsteil ist so ausgerüstet, dass es Induktionskontakt empfängt.
Viele Arten Induktionsheizkörper sind zur Zeit in Gebrauch. Ihr Gebrauch ist jedoch durch mehrere Nachteile begrenzt, die sich aus der Tatsache ergeben, dass Induktionsheizen heisst, dass Starkstrom, oft von mehreren Kilowatts, durch eine Induktionsspule erzielt wird, die hohe Hitze in leitendem Metall erzeugt, und die primäre Spulung ist in allgemeinen von einer normalen Frequenzquelle und ist normalerweise von umfangreicher Grösse und somit schwierig zu transportieren. Ein weiterer Nachteil in Zusammenhang mit früheren Einrichtungen ist, dass das Kugellager entmagnetisiert werden muss, wahrend oder nach der Heizoperation.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung einige dieser früheren Nachteile zu überbrücken und einen Apparat zu entwickeln, der leicht zu transportieren ist, und der nicht Kugellager oder Ring übermässig magnetisiert.

DIE ERFINDUNG:

Der Erfindung nach enthält ein Induktionsheizkörper für ringförmige Produkte einen klammerähnlichen magnetisch durchlässigen Kern, der ein Scharnierteil hat, der sich zwischen einer offenen und geschlossenen Position bewegen kann. Der Kern erlaubt den Anschluss eines Teiles, das erhitzt werden soll, rund um einen Teil des Kerns, wenn der Kern in der offenen Position ist; eine Spulung umringt den Kern zu dessen Energisierung, indem die Spule das Primäre des Transformersystems mit dem Produkt selbst formt, und das Produkt den sekundären Teil des Tranformersystems ausmacht; und eine Energiequelle, angeschlossen an die den Kern umringende primäre Spule; der Induktionsheizkörper ist dadurch charakterisiert, dass die Energiequelle eine Hochfrequenzenergiequelle ist, ausgerüstet mit einer Schaltanlage und einer genügend hohen Frequenz, dass eine niedrige magnetische Flussdichte in dem Kern und dem Produkt produziert wird, daniit der Drang nach Entmagnetisierung des Produktes verhindert wird, nachdem es durch Induktion erhitzt wurde.
Vorzugsweise sollte der Kern ferrites Material enthalten.
Ein wichtiger Vorteil dieser Erfindung ist, dass sie wegen dem neuen Gebrauch von Hochfrequenz, die durch einen kompakten Hochfrequenz generator erzeugt werden kann, in einer sehr kleinen Einheit hergestellt werden kann, die leicht zu transportieren ist. Der gebrauchte Hochfrequenzstrom, der niedrige Flussdichte um Kern und Kugellager enthält, und in dem die Schwingungen nach und nach verebben, wegen der resonanten Art der Operation, heisst, dass werig oder keine Magnetisierung statt findet und eine Entmagnetisierungsphase vermieden wird.

Frühere Patentaufzeichnung.

Das britische Patent GB-A-1 454 783 erschliesst Induktionsheizungsausrüstung zur Erhitzung von Metallringen, wie Kugellagern; die Ausrüstung besteht aus einem C- förmigen Kern, der primären Spule mit einer flachen Oberfläche, den Hauptteil der Ausrüstung ausmachend. Auf der flachen Oberfläche wird ein Kugellager plaziert, und wenn Energie durch den Körper und die Kerne strömt, wird ein magnetischer Fluss durch das Kugellager geschaffen. Dieser induzierte Magnetismus muss nach der Erhitzung und im nachfolgenden Schritt beseitigt werden, und es ist ein Ziel der jetzigen Erfindung, eine Ausrüstung zu verschaffen, die die Magnetisierung, die ein Problem sein kann, im Kugellager vermeidet.

Verbildlichung der Erfindung:

Nachfolgend ist eine Verbildlichung der Erfindung mit Referenz zu den anliegenden Zeichnungen beschrieben:
Abbildung 1 ist ein Diagramm, ein teilweise weggeschnitter Blick auf den Heizkörper für grosse Kugellager oder ringartige Artikel sich auf die Erfindung beziehend;
Abbildung 2 ist eine graphische, teilweise weggeschnittene Sicht auf einen Heizkörper für kleine Kugellager oder ringartige Artikel, die Erfindung betreffend;
Abbildung 3 ist eine graphische Darstellung eines Temperaturmessers zum Gebrauch mit der Erfindung;
Abbildung 4 ist eine graphische Darstellung des Gehäuses der Hochfrequenzquelle zum Gebrauch in der Erfindung;
und
Abbildung 5 ist ein Blockdiagramm einer Schaltenergieversorgung für den Heizkörper.
Zu Abbildung 1 und 2, eine primäre Spulung 10 ist, auf ferritischen Kernen 12 vorgesehen, die an 14 mit Scharnieren befestigt sind, um dem Kugellager oder anderen ringförmigen Artikel die Möglichkeit zu geben, über entweder Punkt A oder Punkt B angebracht zu werden. Die primäre Spule 10 ist mit einer Energiequellenschaltanlage 40 verbunden, und ist damit mit Anschluss 16 verbunden. Eine graphische Darstellung des Gehäuses der Schaltanlage für die Stromversorgung 40 ist mit Abbildung 4 dargestellt, und ein Blockdiagramm des Energiekreises ist in Abbildung 5 verbildlicht. Die ferriten Kerne 12 sind in ein hitzebettandiges und nicht elektrisch leitendes Gehäuse 13 eingeschlossen.
Zu Abbildung 3, zwei temperaturempfindliche I.C.'s 18, sind auf einer Federklammer 20 festgemacht; eine misst die Temperatur der Kugelagers, die andere misst die umgebende oder Referenztemperatur. Die zwei I.C.'s 18 sind mit der Energiequellenschaltung 40 verbunden und daran durch den Anschluss 22 angeschlossen.
Zu Abbildung 4, die Schaltanlage für die Energieversorgung 40 ist in dieser Verkörperung der Erfindung in einem Aluminiumkasten 24 untergebracht. Die primäre Spule 10 ist via der Steckdose 26 angeschlossen, und die Temperaturfühler 18 sind via der Steckdose 28 verbunden. Die Hauptenergieversorgung ist durch Schalter 30 und Sicherung 32 angeschlossen. Die Temperaturkontrolle der Fühler 18 ist durch ein Potentiomesser 34 ausgeführt. Die Energiequellenschaltung 40 ist aktiviert, in dem Knopf 36 gedrückt wird, und ein Hinweis des aktiven Zustandes ist durch das L.E.D. 38 gegeben.
Zu Abbildung 5, die Hauptenergieversorgung zu dem Kreislauf der Schaltanlage für die Energieversorgung 40 ist korrigiert bei 42, und ausgeglichen durch den Gebrauch von elektronischen Kapazitoren 44, um einen ausgeglichenen DC Strom zu produzieren. Diese Versorgung ist dann dazu verwendet einen selbstschwingenden Energieumsetzer 46 anzutreiben, dessen genaue Frequenz durch eine Energiekontrolle 48 reguliert wird, (der Einschluss eines solchen Stromkreises wird denen die damit vertraut sind einleuchten). Die dadurch ausgehende hohe Spannung und hohe Stromfrequenz ist dann zu der primären Spule 10 geführt, die dann die Last 50 erhitzt , das heisst, ein Kugellager oder einen anderen ringförmigen Artikel sich im induktiven Kontakt befindend.
In einem Beispiel der Erfindung war ein ferriter Kern gewählt, der zu Frequenzen von 20 khz passte. Typ Phillips A320 KP 9012 wurde gebraucht, 94 mm lang, 27 mm breit und 16 mm dick und mehrere davon waren zusammengebaut worden, um einen Heizkörper herzustellen, wie in Abbildung 1. Diese wurden mit 15 Umwindungen von 2 x 1 mm Kupferdraht umschlossen.
Ein Hilfskreislauf ist eingeschlossen, um den Hauptstromkreis dazu anzutreiben mit einer Frequenz zu laufen, die einen Kraftfaktor von 1 in der primären Spule 10 erzeugt. Das versichert, dass immer maximale Energie zu einer Ladung 50 geliefert wird. (Bei ungleichmässigen Belastungsbedingungen könnte der Energiefaktor sich ändern und hervorrufen, dass Energiereduktion im Kugellager oder Ring eintritt). Dieser Kreislauf hat auch die Aufgabe die Transistoren bei Null Strom anzuschalten und somit Energieverluste in ihnen zu reduzieren.
Veränderliche Temperaturstellungen sind durch den Kontroll-knopf 34 möglich, und bei dem festgesetzten Temperaturpunkt ist eine automatische Aus-Schaltung der Energieversorgung 40 zusammen mit einem hörbaren Summer ausgelöst. Ein flüssiges Kristallmesser kann die Temperatursteigung anzeigen.
Wenn der Kreislauf durch den Temperaturfühler, nicht abgeschlossen, oder der Temperturfühler nicht an das Arbeitsstück angeschlossen ist, während ein Arbeitsstück zum Erhitzen vorbereitet wird, wird ein Sicherheitskreislauf die wechselweise Energieversorgung unterbrechen, um dadurch die Aktivation der genannten Versorgung zu verhindern.
Die Erfindung erlaubt, hohes induktives Erhitzen mit wenig Energieverbrauch.

Claims

1. Ein Induktionsheizkörper für ringartige Produkte einschliesslich eines klammerartigen magnetisch durchdringbaren Kerns(12) mit einem Scharnierteil versehen (14) , eine offene und eine geschlossene Position ermöglichend, der Kern erlaubt das Anbringen eines Produktes zum Erhitzen um einen Teil des Kerns, wenn der Kern in der offenen Position ist; eine Spulung(10) um den Kern zu seiner Energisierung, wobei die Spulung den primren Teil des Transformersystems bildet, und das Produkt den sekundären Teil des Transformersystems; und eine Energiequelle(40), an die den Kern umringende primäre Spule(10) angeschlossen, der Induktionsheizkörper ist dadurch charakterisiert, dass die Energiequelle durch eine Hochfrequenzenergieversorgungsschaltanlage, die mit einer genügend hohen Frequenz fünktioniert zur Erzeugung von niedriger magnetischer Flussdichte in dem Kern und dem Produkt, um somit den Drang nach Entmagnetisierung des Produktes zu vermeiden, nachdem es induktiv erhitzt worden ist.

2. Ein Induktionsheizkörper nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, dass der Kern aus ferritischem Material besteht.

3. Ein Induktionsheizkörper nach Anspruch 1 dadurch charakterisiert, dass er noch ein Gehäuse(13) enthält, das aus einem hitzebeständigen und elektrisch nicht leitenden Material besteht, und in dem das Gehäuse den Kern(12) und die Spule(10) umschliesst.

4. Ein Induktionsheizkörper nach jedem der vorstehenden Ansprüche dadurch charakterisiert, indem die Energiequelle(40) eine Phasen haltende Schlinge enthält.