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Elektrische Induktionsglühmaschine für vorzugsweise hülsenförmige
Massenteile mit Kondensatoren zur Blindstromkompensation Die Erfindung bezieht sich
auf die bekannte elektrische Induktionsglühmaschine für vorzugsweise hülsenförmige,
den Glühstellen selbsttätig durch die Glühmaschine zugeführte Massenteile mit einem
oder mehreren nach Bedarf ausschaltbaren Kondensatoren zur Blindstromkompensation.
Bei Werkstücken der genannten Art, die den Glühstellen selbsttätig und einzeln zugeführt
werden, ist es 'häufig erforderlich, .in kürzester Zeit und oft nur an einem bestimmten
Teil -des Werkstückes eine solche Temperatur zu erzeugen, d:aß hier die gewünschte
Glühwirkung erreicht wird, den übrigen Teil aber möglichst kalt zu lassen.
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Es ist bereits bekannt, für diesen Zweck elektromagnetische Induktionserhitzung,
und zwar vor allem bei Mittel- und' Hochfrequenz zu verwenden. Derartige .induktive
Stromkreise haben aber bekanntlich den Nachteil, daß der cos 99 sehr klein wird
oder mit anderen Worten, daß das Verhältnis des Blindwiderstandes «) L zum Wirkwiderstand
R, ausgedrückt durch
verhältnismäßig
groß wird. Dadurch wird also der Hochfrequenzerzeuger
mit --einem hohen Blindstrom belastet. Hinzu kommt als weiterer Nachteil, daß der
Wert von t-99 im kalten Zustand des Glühgutes, also bei Beginn der Glühurig, stark
verschieden ist von dem Wert in heißem Zustand am Ende der Glühurig. Besonders groß
ist dieser Unterschied, wenn ZN'erkstücke mit starker magnetischer Leitfähigkeit
geglüht werden; in diesem Fall ist sowohl der Wirkwiderstand R als auch der Blindwiderstand
a) L mit der Temperatur veränderlich, und zwar ist bei kaltem Zustand R klein und
v) L groß, tg (p also auch groß, während mit der Erwärmung R größer und cri
L kleiner wird. In jedem Fall ist tg ,p bei kaltem Zustand größer als bei
warmem.
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Zum Zwecke, den Hochfrequenzerzeuger nach Möglichkeit -vom Blindstrom
zu entlasten, ist es bereits bekannt, derartige induktive Stromkreise durch einen
meist parallel geschalteten Kondensator auf Resonanz abzustimmen, so daß cos T gleich
i oder doch annähernd gleich i wird. Nenn der Glüh-oder Schmelzvorgang lange Zeit,
z. B. i Stunde oder mehr dauert, kann man der oben beschriebenen Veränderung des
Wirk- und Blindwiderstandes dadurch Rechnung tragen, daß man von Hand Kondensatoren
zu- oder abschaltet. Beim Glühen kleiner Massenteile ist dies aber nicht möglich,
weil der Glühvorgang bereits nach -wenigen Sekunden abgeschlossen sein muß. Andererseits
ist in den meisten Fällen die Änderung des cos r2 mit zunehmender Temperatur so
groß, daß man auch nicht auf einen mittleren Zustand abstimmen und sich damit begnügen
kann, den Stromerzeuger unterhalb und oberhalb dieses Zustandes mit hohem Blindstrom
zu belasten; dies würde sich nachteilig auf den Stromerzeuger und- auf die Glühzeit
auswirken.
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Erfindungsgemäß wird diese bekannte Maschine dadurch verbessert,'
daß der Glühmaschine außer einem dauernd eingeschalteten Kondensator zumindest ein
weiterer Konden-Bator zugeordnet und für diesen ein an der Glühmaschine angeordnetes,
von ihr selbst angetriebenes Glied, eine Nockenscheibe, ein Daumen od,. dgl. bekanntes
Auslösemittel, zur Steuerung vorgesehen ist, welches während des Arbeitsganges der
Glühmaschine im Gleichklang mit deren Arbeitstakt den zweitgenannten Kondensator
über die diesem zugeordneten Schaltmittel jeweilig zwangsweise .ein- und wieder
ausschaltet. Zweckmäßig werden die Kondensatoren so bemessen, daß der dauernd eingeschaltete
bei kaltem Werkstück und der zuzuschaltende bei erwärmtem Werkstück, die Kompensation
herbeizuführen vermag; an Stelle eines einzigen zusc'haltbaren Kondensators können
auch mehrere angeordnet sein, die während jedes Glüh-' vorganges nacheinander durch
mehrere Kontakte der Maschine betätigt «-erden.
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Es sind auch bereits Induktions.glühvorrichtungen beil;annt, bei denen
der Blindwiderstand durch einen unveränderlichen und einen parallel geschalteten
einstellbaren Kondensator kompensiert wird. Bei diesen Vorrichtungen dient der zweitgenannte
Kondensator lediglich zur Feineinstellung; er bleibt dau-@ernd eingeschaltet, wird
also nicht in Abhängigkeit vom Glühvorgang selbsttätig zugeschaltet.
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Ferner gibt es zum Glühen von Massenerzeugnissen schon bekannte elektrische
Ofen, bei welchen .die Steuerung der Glü'hgutzuführung durch temperatur- oder zeitabhängige
Relais geschieht; ebenso auch bekannte Induktionsschmelzöfen, die zur zeitweisen
Ausgleichung der Blindleistung mit relaisgesteuerten Schaltschützen ausgerüstet
sind.
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Demgegenüber handelt es sich beim Erfindungsgegenstand einmal nicht
um einen eigentlichen Ofen und ebensowenig um eine Regelung der Glühgutzuführung,
und überdies hat das Schmelzgut in den Ofen eine lange Anheizdauer, so daß eine
Änderung der Blindleistung dort ganz allmählich eintritt und eine Ausgleichung derselben
nur in verhältnismäßig großen Abständen nötig ist.
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Die Zeitrelais, mit denen beide bekannten Ofenarten arbeiten, sind
teuer in der Herstellung sowie bei großer Schalthäufigkeit starkem Verschleiß und
häufigen Störungen unterworfen. Begnügt man sieh, wie auch bekannt, bei solcherart
Induktionsöfen mit Handbetätigung für die zeitweilige Ausgleichung der Blindleistung,
so beansprucht die jeweilig rechtzeitige bzw. richtige Einregelung das Betriebs-
und Aufsichtspersonal zusätzlich, bietet auch nicht die nötige Gewähr.
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Von den erwähnten Mängeln ist die Erfindung frei. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist einfach, dauerhaft und gleichwohl billig in der Herstellung, bedarf
kaum einer Wartung, arbeitet zwangsläufig, schnellstens und im jeweiligen Tempo
mit dem Arbeitsgang der Glühmaschine; sie ist betriebssicher, entlastet das Betriebspersonal,
gewährleistet einen flotten Arbeitsgang bei günstigem Energieverbrauch und begegnet
Arbeitsunterbrechungen, wie solche aus häufigen Reparaturarbeiten erwachsen.
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Die Abbildung stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dar. Die hülsenförmigen Werkstücke i «erden mit Hilfe einer Förderscheibe a, eines
laufenden Bandes od. dgl. einzeln den Glühstellen zugeführt, an denen das Werkstück
eine bestimmte Zeit stehentleibt, um dann weiterbefördert zu werden. An den Glühstellen
befindet sich je
eine Induktionsspule 3, .die an einem in Richtung
des Dopp-elpfeiles-4 hin und her beweglichen Teil 5 der Maschine befestigt ist,
also in bestimmtem Zeitmaß über das -zeitweise feststehende Werkstück geschoben
und wieder entfernt wird. Bei 6 und 7 befinden sich die von einem Hochfreqwenzerzeuger
zur Spule führenden Zuleitungen.
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Zur Spule 3 ist parallel ein Kondensator 8 und ein Kondensator 9 geschaltet.
Der Kondensator 8 bleibt dauernd eingeschaltet, seine Kapazität ist so gewählt,
daß Abstimmung bei Beginn der Glü'hung erreicht wird. Der Kondensator 9 wird erst
im Verlauf der G1ühung zugeschaltet, seine Kapazität ist so bemessen, daß durch
das Zuschalten die Änderung des tg 99 wähnend -der Erwärmung ausgeglichen,
also wieder Abstimmung erzielt wird. Zum Zuschalten des Kondensators 9 dient ein
Kontakt io, der -durch eine mit einer Rast od. dgl. versehene Scheibe ii über ein
Schütz 12 betätigt wird. Die Scheibe wird von der Maschine selbsttätig im Gleichtakt
mit der Zuführung der einzelnen Werkstücke und mit dem Heben und Senken der Induktionsspule
angetrieben; der Zeitpunkt der Kontaktgabe ist so, gewählt, d'aß der Kondensator
9 eine bestimmte Zeit nach Beginn des Glühvorganges eingeschaltet und nach Beendigung
wieder ausgeschaltet wird.
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Wie bereits, erwähnt, können an Stelle des Kondensators 9 deren mehrere
angeordnet sein, die während der Glühung nacheinander eingeschaltet werden und zu
denen stufenweiser Schaltung auch Zeitrelais verwendet werden können. An Stelle
der dargestellten Parallelschaltung kann auch Rei'hensc'haltung des oder der Kondensatoren
gewählt werden.