DE835029C - Verfahren und Anordnung zur Begrenzung des Erwaermungsvorganges beim induktiven Erwaermen eines ringfoermigen metallischen Koerpers - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zur Begrenzung des Erwärmungsvorganges beim induktiven Erwärmen eines ringförmigen metallischen Körpers Für viele Anwendungsgebiete der Technik hat sich die induktive Erwärmung von metallischen Werkstücken u. dgl. als sehr vorteilhaft erwiesen. Die Hauptvorteile dieses Verfahrens sind die Erzeugung fast beliebig hoher Temperaturen in kurzer Zeit und die Möglichkeit, die Temperatur in ihrer Höhe und Zeitdauer willkürlich zu begrenzen. Diese Begrenzung der Temperaturen geschieht üblicherweise über Zeitautomaten, welche so eingestellt sind, daß die gewünschte Temperatur mit der betreffenden eingestellten Zeit erreicht wird. Jedoch sind bei .diesem Verfahren Ungenauigkeiten in der Temperatur möglich, hervorgerufen durch Spannungsschwankungen innerhalb der Stromversorgung des Hochfrequenzgenerators. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das auf einem neuen, eigenartigen Wege eine Begrenzung des Erwärmungsvorgangs bei ringförmigen Körpern gestattet. Das .neue Verfahren bietet zwei Möglichkeiten der Anwendung. Einmal kann es benutzt werden, um den Erwärmungsvorgang zeitlich zu begrenzen; ferner gestattet es aber auch, von mehreren in das gleiche Feld zur induktiven Erwärmung gebrachten Körpern nach einer bestimmten Zeit bei einem dieser mehreren Körper den Erwärmungsvorgang zu unterbrechen, ohne daß es notwendig wäre, zu diesem Zweck den Körper aus dem Feld zu entfernen. Diese Möglichkeit ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die verschiedenen Körper räumlich einander so zugeordnet sind, daB einer von ihnen einen anderen ringförmig umschließt. In einem solchen Fall schließt der äußere Körper durch das von seinen \h'irbelströmen hervorgerufene Feld die anderen Körper von der Feldwirkung und damit von dem Erwärmungsvorgang aus, was zur Folge hat, daß bei einer solchen räumlichen Anordnung der Körper mit den bisherigen Verfahren ein Erwärmen bzw. Glühen des bzw. der inneren Körper nicht möglich ist. Das neue Verfahren gestattet indes, die betreffenden Körper gleichzeitig in das Feld zu bringen und. zunächst den ringförmigen äußeren Körper und alsdann den bzw. die inneren Körper zu erwärmen.
• Allgemein gesehen, ermöglicht es das neue Verfahren also, einen in das magnetische Wechselfeld gebrachten ringförmigen Körper induktiv zu erwärmen und diese Erwärmung nach einer an sich beliebigen "Leitspanne zu unterbrechen, ohne daß es notwendig wäre, das Feld abzuschalten oder den Körper aus dem Feld zu entfernen. Die neue Lösung besteht darin, daß durch den induktiven Erwärmungsvorgang zugleich eine bestimmte Quersclinittsstelle (Sollschmelzstelle) der ringförmigen Bahn des Körpers zum Abschmelzen gebracht und damit die Wirbelstrombahnen sowie die induktive Erwärmung des Körpers selbsttätig unterbrochen werden.
• Zur weiteren Erläuterung soll auf das Glühen der Elektroden von Glimmlampen Bezug genommen werden. Die Zeichnung veranschaulicht die Anwendung des neuen Verfahrens auf diesen Benutzungsfall; es zeigt Fig. i eine Draufsicht der Elektrodenanordnung in Einzeldarstellung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Elektrodenanor(lnutlg mit gestrichelter Darstellung des zugehörigen Glaskolbens und der Halterung, Fig. 3 eine Erläuterungsskizze über die magnetische Wechselwirkung der beiden von der Glühspule und dem äußeren 1?lektrodenring erzeugte'h Felder, Fig..I und 5 eine Draufsicht der I?lektrodeilanordnung und der zugehörigen Glühspule beine Glühen der Außenelektrode bzw. der Innenelektrode.
• Wie die "Zeichnung erkennen läßt, sind die ringförmige Außenelektrode i und die scheibenförmige Innenelektrode 2 konzentrisch zueinander angeor(lnet. Bei der Fertigung von Glimmlampen muß das in dem Elektrodenmetall gelöste Gas während des Auspumhens der Glimmlampe ausgetrieben werden. Hierfür hat sich -die induktive Erwärmung als (las einzig brauchbare Verfahren erwiesen. Dies wird .in der Weise durchgeführt, daß über den (@laskoll>en 3, der finit Hilfe des Punipstutzens 4 an c#in;# \':tkuunipuml>e angeschlossen ist,eür@ Gliillspule Übergeschoben wird. Fig.3 veranschaulicht tint@ r Weglassung der übrigen Teile bei 5 die (slüilsl)ul,-, und hei i und 2 die beiden Elektroden. Nach dem bisherigen Verfahren l@-üre In i der -,regenseitigen räumlichen Lage der -leiden Elektroden i und 2 nur ein Ausglühen des ;iul.ler,n laektro(ienriiiges i möglich, da die in dem-

  selben erzeugten \Virhc1strönie ein #,l'echselfeld 6

  Hervorrufen, (las dem \\'ecliselfeld 7 der Glüh-

  spule 5 entge,gengerichtet ist. Diese beiden ein-

  ander eiitgegengesetzteii @@'ecliselfelder heben sich,

  wie Fig. 3 erkennen läßt, ini Innern des Elek-

  trodenringes i, also ini Rauin der scheibenförmigen

  Elektrode 2, auf, so (laß es bei dein gewöhnlichen

  Verfahren unmöglich ist, die letztgenannte Elek-

  trode zu erwärmen.

  Das neue Verfahren beseitigt diese Schwierig-

  keit; es wird hier in der Weise ausgeführt, daß die

  äußere Elektrode i an einer an sich beliebigen

  Stelle i° (s. Fig. q) eingekerbt wird, so daß sich

  also an dieser Stelle ein dünnerer Ouerschnitt er-

  gibt. Infolgedessen tritt an der betreffenden Stelle

  beim Fließen der Wirbelströme eine bedeutend

  höhere Stromdichte auf als in den übrigen Quer-

  schnitten der Ringelektrode i. Es koninit an fier

  Stelle i° zu einer sehr starken örtlichen Über-

  hitzung, die ein Durchschmelzen und -im vorliegen-

  den Fall ein Verdampfen der durch die Ein-

  kerbung geschaffenen Sollschmelzstelle i° bewirkt.

  Sobald dies eintritt, ist in der äußeren Elektrode i

  der \Veg der Wirbelstroinbalinen durchbrochen

  (s. Fig. 5), und das denn erzeugenden Wechsel-

  feld 7 der Glühspule 5 entgegengesetzte Magnet-

  feld 6 der Wirbelströme in der 1Zingel,2,ktrode i

  verschwindet. Die Elektrode i ist auf fliese Weise

  gleichsam aus dein Glühvorgang ausgeschaltet. Es

  können sich nunmehr in der inneren Elektrode 2

  Wirbelströme ausbilden; sie unterliegt dann dein

  Glühvorgang.

  Das an der Sollschnielzstelle ill der Ringelek-

  trode i verdampfende -Metall scliliigt sich auf der

  benachbarten Glaswand (les Kolbens 3 als Metall-

  spiegel nieder und trägt somit zur Getterutig der

  Röhre bei. Diese Erscheinung kann dazu benutzt

  werden, die eigentliche Getterinasse auf die Soll-

  schnielzstelle aufzutragen und durch den Schmelz-

  und Verdanipfungsvorgang der Sollschmelzstelle in

  die Gettermasse auf die Glaswand aufzubringen.

  Aus Schönheits- und verkaufstechnischen Gründen

  wird man im allgemeinen bei Gliniinlanipen u. dgl.

  die Sollschmelzstelle der betreffenden T?lektrode

  sehr klein halten, damit sich der Metallspiegel des

  Elektrodennietalls an der Glaswand möglichst

  lvenig störend bemerkbar inaclit.

  Das neue Verfahren ist überall dort finit Vorteil

  anwendbar, «-o die Anbringung einer Soll-

  schmelzstelle technisch ni<iglicli und Nei-tretliar ist.

  Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch in

  solchen Fällen ati\\-endlrir, in (leisen der zti er-

  wärmende Körper an sich keine TZitigforni hat oller

  (-essen Ringform nicht ganz geschlossen ist. Als-

  dann kann (las Verfahren in der Weise Anwendung

  finden, (laß der zu erl@ärnlen<le Körper durch einen

  die Sollschmelzstelle i)il(len(leii oller enthaltenden

  Ifilfsster; od. (1g1. ringf<irnlig geschlossen oder über-

  brückt wird.

  In dein letzten Fall l\ ie aticli bei Körpern, die

  ohnehin ringf<irniig siii(l, l;aini die Sollsclinielzstelle

  durch genaue Walil der 1:igenschaften der Soll-

  schnielzstelle (Querschnitt, @cliiiic,lzptliil<t, \\'iirnie-

  ableitung od. dg1.), genau teinpiert werden. Für manche Zwecke wird es sich empfehlen, für die die Sollschmelzstelle enthaltenden oder bildenden Hilfsstege, ähnlich wie hei Schmelzsicherungen, einen nach verschiedenen Tempierungszeiten gestuften Satz von Hilfsstegen zu verwenden. Auf diese Weise ist es möglich, den Erwärmungs- oder Glühvorgang temperaturmäßig genau zu beherrschen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Begrenzung des Erwärmungsvorganges beim induktiven Erwärmen eines ringförmigen metallischen Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß durch den induktiven Erwärmungsvorgang zugleich eine bestimmte nuerschnittsstelle (Sollschmelzstelle) der ringförmigen Bahn des Körpers zum Abschmelzen gebracht und damit die Wirbelstrombahnen so-\vie die induktive Erwärmung des Körpers selbsttätig unterbrochen werden.
2. 2. Anordnung für (las Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Sollschmelzstelle der ringförmige Körper an der gewünschten Stelle eingekerbt oder in sonstiger Weise in seinem Querschnitt verringert ist.
3. 3. Anordnung für das Verfahren nach Anspruch i hei nicht ringförmig geschlossenen Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Körper durch einen die Sollschmelzstelle bildenden oder enthaltenden Hilfssteg od. dgl. ringförmig geschlossen ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollschmelzstelle durch genaue Wahl der Eigenschaften (Querschnitt, Schmelzpunkt, Wärmeableitung u. dgl.) genau tempiert ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die die Sollschmelzstelle enthaltenden oder bildenden Hilfsstege, ähnlich wie bei Schmelzsicherungen, ein nach verschiedenen Tempierungszeiten gestufter Satz verwendet wird.
6. 6. Anwendung des .Verfahrens und der Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die induktive Erwärmung mehrerer ineinanderliegender ringförmiger Körper, derart, daß durch das induktive Aufschmelzen der Sollschmelzstelle des äußeren Körpers jeweils die induktive Erwärmung des folgenden Körpers ermöglicht wird.