DE824085C - Mechanische Fuehrung fuer das Heizgut innerhalb von Induktionsspulen - Google Patents

Description

• Mechanische Führung für das Heizgut innerhalb von Induktionsspulen Bei der induktiven Aufheizung eines Stahlstückes innerhalb einer Induktorspule kommt es darauf an, daß eine zentrische Lagerung des Heizgutes in der verhältnismäßig engen Spule ohne die Gefahr einer Berührung mit dieser gewährleistet wird. Liegen die Glühtemperaturen nicht über goo° C, so genügt im allgemeinen eine Ausfütterung der Spule mit einem Quarzrohr (Rotosil). Quarz erträgt die schroffste Temperaturänderung ohne zu springen, reagiert aber bei höherer Temperatur mit Stahl chemisch. An den Berührungsstellen zwischen Quarz und Stahl kommt es nämlich zu Verschlackungen, die die lichte Weite des Futters verengen und die Oberfläche desselben so weit verderben daß das Glühgut nicht mehr ohne eine übermäßige Kraftanwendung darauf zum Gleiten gebracht werden kann. Andererseits erweisen sich basische Futterrohre, die mit Stahl keine chemischen Bindungen eingehen, durchweg als zu empfindlich gegen die schroffen Temperaturschwankungen, wie sie beim induktiven Erhitzen auftreten.
• Die im folgenden beschriebene Erfindung erlaubt jedoch Quarzfutter zu verwenden, ohne daß chemische Reaktionen eintreten, und es kann, wenn die Wärmeisolation durch das Futter nicht als unbedingt erforderlich erscheint, auf dieses auch verzichtet werden. Erfindungsgemäß sind nach Bild i zwischen der Spule i und dem Heizgut 2 bzw. zwischen dem Futter 3 und dem Heizgut axiale Rohre 4 aus Metall, vorzugsweise aus Stahl vorgesehen, die wassergekühlt sind und deren Querschnitt so klein gehalten ist, daß bei der jeweiligen Arbeitsfrequenz und dem verwendeten Rohrmaterial keine den Wirkungsgrad der Induktorspule sonderlich beeinträchtigende Verlustleistung in diesen frei wird. Infolge der Wasserkühlung bleiben die Rohre vollkommen kalt und damit steif und verschleißfest.
• Um auch den Wärmeübergang vom Heizgut in die Führungsrohre über die Berührungsstellen klein zu halten, sind diese möglichst schmal bemessen, wie dies z. B. nach Bild 2 dadurch erreicht ist, daß auf ein Kupferrohr 5 eine dünne, vorzugsweise gehärtete Stahlleiste 6 (Stahldraht) aufgeschweißt bzw. hart aufgelötet ist. Das große Kupferrohr verursacht wegen seiner kleinen Permeabilität nur sehr geringe induktive Verluste; die ferromagnetische Leiste hat wiederum einen so kleinen Querschnitt, daß praktisch keine Wirbelstromverluste anfallen.
• Nach der Ausführung gemäß Bild 3 ist um ein Stahlrohr 7 ein Kupfermantel 8 gelegt, der nur die Verschleißstelle des vorzugsweise gehärteten Stahlrohres frei läßt. Der Kupfermantel, der durch Lötung mit dem Stahlrohr wärmeleitungsmäßig gut verbunden ist, wird von diesem gekühlt. Das Stahlrohr ist in seinem freien Teil, wo es mit dem Heizgut in Berührung kommt, wellig ausgearbeitet, so daß es nicht linienförmig, sondern praktisch nur punktförmig am Heizgut zur Anlage kommt. Damit wird der Wärmeübergang ins wassergekühlte Rohr auf ein Minimum beschränkt.
• Die verschleißfeste Ausbildung der Führungsrohre ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn schwere Heizgutstücke durch eine horizontal angeordnete Induktorspule hindurchgeschoben bzw. ein- und wieder herausgeschoben werden. Dann liegen die Heizgutstücke mit ihrem ganzen Gewicht auf den Führungsrohren auf. Eine sehr glatte und vollkommen verschleißfeste Führung wird durch eine Hartmetallbestückung der wassergekühlten Rohre erreicht.
• Neben der Verschleißfestigkeit ist die mechanische Festigkeit der Führung zu beachten. Da die Rohre wegen der Verlustleistung und ferner wegen der engen Kopplung zwischen Spule und Heizgut möglichst klein im Durchmesser gehalten werden sollen, ist bei längeren Heizspulen die Steifigkeit der Führungsrohre nur gering. Erfindungsgemäß sind dann die Führungsrohre auf vorzugsweise wassergekühlte, kupferne Stützen gelegt bzw. mit diesen mechanisch fest verbunden, die durch Windungszwischenräume der Spule hindurchgreifen, ohne diese zu berühren, wie dies in Bild 4 gezeigt ist.
• In Bild 4 ist eine, bezüglich der Mittellinie io svmmetrisch ausgeführte, erfindungsgemäße mechanische Führungseinrichtung dargestellt, die es gestattet, beliebig lange prismatische Heizgutstücke ganz oder teilweise in die Induktorspule i i einzuschieben, wobei der Abstand des Heizgutes von der Spule genau und mit Sicherheit gewahrt ist.
• Zwei erfindungsgemäße Führungsrohre 4 sind auf Stützen 12 befestigt, die teilweise durch Windungszwischenräume der Spule ii hindurchgreifen und mittels Muttern 13 an der isolierenden Grundplatte 15 angeschraubt sind, wobei die Stützen 14 für den Wasseranschluß bestimmt sind. Die rohrförmigen Stützen 12 sind, wie die Pfeile in der Zeichnung andeuten, als abwechselnde Zu- und Abflüsse des Kühlwassers vorgesehen, das die Führungsrohre durchfließt. Es ist darauf zu achten, daß die metallischen Teile der Führungseinrichtung keine geschlossene, leitende Schleife bilden, da diese sonst, mit dem Induktorfeld verkettet, erhebliche Leistungsverluste verursachen würde. Allenfalls ist eine, aber nur eine Querverbindung 16 zwischen den Führungsrohren 4 gestattet, die dem Führungssystem eine erhöhte Steifigkeit verleiht.
• Die Spule, ii ist an den zwei wasserdurchflossenen Stromanschlüssen 17 und auch an den Stützen 18 mit der Grundplatte 15 fest verbunden. Zwischen der Spule und dem Heizgut ist ferner aus Gründen einer guten Wärmeisolation ein Quarzfutter eingeschoben, das aus den beiden Teilen i9 und 20 besteht. In einem Abstand, der keine Heizung durch das Spulenfeld mehr befürchten läßt, münden die Enden der Führungsrohre 4 mit einer Krümmung in die Grundplatte 15, und es setzt hier eine robuste Prismenführung 21 an, die auch mit der isolierenden Grundplatte 15 oder aber mit dem Eisengestell eines Tisches, an dem auch die Grundplatte 15 befestigt ist, verbunden sein kann. Das Heizgutstück 22 gleitet beim Hineinschieben in die Spule vom Prisma2i auf die Führungsrohre 12.
• Ohne die erfindungsgemäßen Führungsrohre können zwar Stangen an den Enden in einer Spule erhitzt werden, indem die kalt bleibenden Schäfte der Stangen z. B. in einem Prisma außerhalb der Spule liegen, dagegen erlaubt die erfindungsgemäße Einrichtung nach Bild 3 an beliebig langen Stangen beliebige Anwärmungen bis zur Länge der Spule. Ja, es können sogar mehrere kurze Heizgutstücke gleichzeitig in der Spule verweilen. In einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Führung befinden sich bei ununterbrochener Speisung der Spule mit Wechselstrom höherer Frequenz. mehrere Heizgutstücke gleicher Länge, auf den Führungsschienen ruhend, innerhalb der Induktorspule. Durch einen Kurbeltrieb wird in bestimmten, durch ein Zeitrelais einzustellenden Zeitabschnitten, ein außerhalb der Spule automatisch in das Führungsprisma eingelegtes Heizgutstück in die Spule nachgeschoben, so daß am anderen Ende der Spule das auf Schmiedehitze gebrachte Stück austritt.

Claims (7)

1. PATEN TANSYI1CGIIE: i. Mechanische Führung für das Heizgut innerhalb von Induktionsspulen, insbesondere bei runden oder rechteckigen Induktionsspulen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Heizgut und den stromführenden Teilen des Induktors mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit gekühlte metallene Rohre irgendwelcher Querschnittsform von den stromführenden Teilen des Induktors isoliert und ortsfest angeordnet sind, die dem Heizgut als Führung dienen und eine Berührung zwischen dem Heizgut und dem Induktor verhindern.
2. 2. Mechanische Führung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Führungsrohre Stahl ist, der vorzugsweise an den Verschleißstellen gehärtet ist.
3. 3. Mechanische Führung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die St ahlführungsrohre bis auf die Verschleißstelle mit Kupfer oder Silber plattiert sind. .
4. Mechanische Führung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre aus unmagnetischem Material, wie Kupfer oder Messing usw., an den Verschleißstellen mit gehärtetem Stahl oder Hartmetall bestückt sind.
5. 5. Mechanische Führung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißstellen der Führungsrohre wellig ausgearbeitet sind, so daß der Wärmeübergangskontakt zwischen dem Führungsrohr und dem Heizgut klein gehalten ist.
6. 6. Mechanische Führung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre in einer horizontalen bzw. nur wenig geneigten Induktorspule axial verlegt sind und als Auflager, vorzugsweise auch als Gleitschienen für das in die Induktorspule hinein- und aus dieser nach beendeter Aufheizung wieder herauszuschiebende Heizgut dienen.
7. 7. Mechanische Führung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre außerhalb der Induktorspule so weit ausladend sind oder in ein Führungsprisma bzw. in einen vorzugsweise profilierten Rollgang übergehen, daß die Heizgutstücke außerhalb der Spule aufgelegt, in diese automatisch oder von Hand aus eingeschoben, nach beendeter Aufheizung zurück- oder hindurchgeschoben und wieder abgenommen werden können. B. Mechanische Führung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre auf vorzugsweise wassergekühlten Stützen gelagert oder befestigt sind, die durch Windungszwischenräume der Induktorspule hindurchgreifen, ohne diese zu berühren.