DE819305C - Induktor fuer das elektrische Erhitzen von metallischen Werkstuecken - Google Patents

Description

• Induktor für das elektrische Erhitzen von metallischen Werkstücken Für das elektrische Erhitzen von metallischen Werkstücken werden bekanntlich Induktoren benutzt, die, an eine geeignete Stromquelle angeschlossen, in dem zu erhitzenden Werkstück Ströme induzieren, deren Verlauf im Werkstück von ausschlaggebender Bedeutung für das Erhitzungsbild ist. Durch geeignete Formgebung der Induktoren, die entweder das Werkstück als Spule umfassen oder sich über der Oberfläche des Werkstückes in Form einer Leiterschleife schließen, können die verschiedensten Erhitzungsbilder erzeugt werden. So kann die Temperaturerhöhung an der Oberfläche konzentriert bleiben; es ist möglich, an bevorzugten Stellen aufzuheizen und andere Stellen nicht oder nicht nennenswert zu erwärmen; es kann der ganze Querschnitt des Werkstückes erfaßt werden u. dgl. mehr. Sehr wesentlich ist die richtige Wahl der Formgebung dann, wenn der Verlauf des Erhitzungsbildes mit Rücksicht auf angrenzende nicht zu erwärmende Teile oder im Hinblick auf die Erhitzungstiefe, beispielsweise beim Oberflächenhärten oder -vergüten, besondere Form aufweisen soll und wenn die Erhitzüngszone außerhalb Abschnitten des Werkstückes, die nicht gehärtet oder vergütet werden sollen, verlaufen muß.
• Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Maßnahmen, die sowohl bei Spulen als auch bei Leiterschleifen jeder beliebigen Form eine zusätzliche Beeinflussung des Erhitzungsbildes ermöglichen sollen. Die Gestalt des Induktors beeinflußt gewissermaßen im großen die Form des Erhitzungsbildes, während die Maßnahmen gemäß der Erfindung mehr oder minder der Feineinstellung des Erhitzungsbildes dienen. Besonders kritische Stellen eines Induktors in bezug auf die Gestaltung des zu erzeugenden Erhitzungsbildes sind die Ecken oder bogenförmigen Ausbuchtungen eines solchen Induktors. Diesen Stellen die richtige Gestalt zu geben, ist nur auf Grund langer Erfahrungen möglich, da sich die zu wählende Form rechnerisch nicht ermitteln läßt. Selbst bei größter Erfahrung bleibt es nicht aus, daß die Gestaltung der Ecken, Ausbuchtungen u. dgl. wiederholt abgeändert werden muß, ehe es gelingt, das erwünschte Erwärmungsbild im NVerkstück zu erzeugen. Die umständliche Methode des Ausprobierens soll nach der Erfindung wesentlich vereinfacht werden. Zur Lösung dieser :Aufgabe wird vorgeschlagen, in den Ecken oder bogenförmigen Ausbuchtungen der spulen- oder schleifenförmigen Induktoren aus stromleitendem Werkstoff, insbesondere aus Kupfer bestehende Einlagen einzulöten oder einzuschweißen, die den Stromweg, verglichen mit dem Weg über die Ausbuchtung oder Ecke, verkürzen.
• Bei der Anwendung dieser Methode wird so verfahren, daß der Induktor auf Grund der Erfahrungen in die mutmaßlich richtige Gestalt gebracht wird, worauf alsdann unter Beurteilung des entstehenden Erhitzungsbildes an den Ecken oder Ausbuchtungen Kupfereinlagen eingelötet oder eingeschweißt werden, die einen Teil der Ecke oder des Bogens verkürzend überbrücken. Die -Größe der überbrückenden Auflage kann so gewählt werden, daß ohne eine weitere Verformung des einmal hergestellten Induktors das gewünschte Erhitzungsbild erzeugt wird.
• Obwohl es unter Anwendung dieser Maßnahme im allgemeinen gelingt, die gewünschte Form des Erhitzungsbildes sicherzustellen, können auch hier Schwierigkeiten auftreten, die nach einem weiteren Kenrweichen der Erfindung indes in einfacher Weise zu überwinden sind. Die Einlagen an den Ausbuchtungen werden zur endgültigen Festlegung des Stromweges eingesägtoder eingefräst. Der Säge-oder Frässchlitz veranlaßt den Strom, in dem Induktor unter Umgehung des Schlitzes zu fließen, wodurch seine Lage zum Werkstück geändert wird. In der praktischen Handhabung wird im allgemeinen so zu verfahren sein, daß eine die Ausbuchtung überbrückende Einlage zunächst ausprobiert, dann auf eine geringe Tiefe und schließlich auf endgültige Tiefe eingesägt oder eingefräst wird, wobei jeweils die Form des Erhitzungsbildes zu überprüfen ist.
• In den Abbildungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Abb. i zeigt einen eckigen Induktor i, mit dessen Hilfe eine Welle 2 zum Zwecke des Härtens an der Oberfläche erhitzt werden soll, wobei der Induktor die Welle umschließt. In den Ecken sind Überbrückungseinlagen 3 in dreieckiger Form vorgesehen, die eingelötet oder eingeschweißt sind. Diese Ecken sind, wie angedeutet, mit Sägeschlitzen versehen, die angebracht und so lange vertieft werden, bis schließlich das gewünschte Erhitzungsbild im Werkstück 2 entsteht. So gelingt es beispielsweise mit dem eckigen Induktor nach Abb. i in einer Welle lediglich durch die Einlagen an den Ecken mit den Sägeschlitzen das gewünschte Erhitzungsbild 4 (Abb. 2) zu erhalten, während ohne diese Hilfsmaßnahme ein Erhitzungsbild etwa gemäß 5 entstehen würde. In Achsrichtung des zu behandelnden Werkstückes können die Sägeschnitte verschieden tief ausgebildet sein, wodurch eine ganz beliebige Ausbildung des Aufheizbildes vorgenommen wird.
• In Abb.3 ist ein ovaler Induktor dargestellt, der, in Schräglage zu einem zylindrischen Körper gestellt, zum ganzflächigen Erhitzen eines verhältnismäßig großen Abschnittes eines solchen Körpers dient. Bei einem solchen Induktor können Ein--lagen 6 in den Scheitelpunkten vorgesehen und mit den erwähnten Sägeschlitzen versehen werden, um in gewünschter Weise das Erhitzungsbild zu beeinflussen.
• Zum Erhitzen von Werkstücken im Umlaufverfahren werden vielfach auch Leiterschleifen benutzt, wie sie in Abb. 4 schematisch angedeutet sind. An einer solchen Leiterschleife; können ebenfalls Einlagen 8 in den Eckpunkten vorgesehen sein und mit Sägeschlitzen versehen werden, die zur Erzeugung des gewünschten Stromweges im Induktor vertieft werden.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht beschränkt auf die Anwendung bei den in den Abbildungen dargestellten Ausführungsformen. Sie kann vielmehr bei jeder Induktorform und für jeden Verwendungszweck benutzt werden, bei denen es darauf ankommt, in einfacher Weise das Erhitzungsbild zu beeinflussen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Spulen- oder schleifenförmiger Induktor für das -elektrische Erhitzen von metallischen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß in Ecken oder bogenförmigen Ausbuchtungen des Induktors aus stromleitendem Werkstoff, insbesondere aus Kupfer bestehende, den Stromweg, verglichen mit dein "'eg über die Ausbuchtung, verkürzende Einlagen eingelötet oder eingeschweißt sind.
2. 2. Induktor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen an den Ausbuchtungen, zur endgültigen Festlegung des Stromweges eingesägt oder eingefräst sind. Angezogene Druckschriften: F. W. C u r t i s : High-Frequency-Induction-Heating 1944, S. 44, 55, 63, 70.