DE855745C

DE855745C - Vorrichtung zum Erhitzen von Metall-Werkstuecken mittels Hochfrequenzstroemen

Info

Publication number: DE855745C
Application number: DEP19040A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Johannes Meerka Embden
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1944-04-26
Filing date: 1948-10-22
Publication date: 1953-01-19

Description

Vorrichtung zum Erhitzen von Metall -Werkstücken, mittels Hochfrequenzströmen Die bekannten Vorrichtungen zum Erhitzen von Metall-Werkstücken durch Hochfrequenzstrom besitzen eine Spule zur Führung der Hochfrequenzströme. Im Raum innerhalb dieser Spule wird ein Wechselfeld erzeugt, das durch Induktion von Wirhelströmen in dem in dieses Feld gebrachten Werkstück dessen äußere Schicht erhitzt. Die Wirksamkeit einer solchen Vorrichtung ist in hohem Maße von dem Teil des in der Spule erzeugten Magnetwechselfeldes abhängig, der für die Erzeugung von Wirbelströmen im Werkstück benutzt wird, d. h. von dem Teil des Feldes, der dieses Werkstück durchschneidet. Im allgemeinen wird die Spule viel größere Abmessungen haben als das in sie gebrachte Werkstück, da es mit Rücksicht auf die zu verwendenden lohen Spannungen erwünscht ist, die Ausmaße der Spule und den Abstand zwischen den Windungen derart zu wählen, daß die Spule in vielen Fällen notwendigerweise unverhältnismäßig groß ist. Ein großer Teil des erzeugten Magnetfeldes wird daher das Werkstück umgehen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die Windungen der Spule, welche das Hochfrequenzfeld erzeugt, biegsam auszuführen, so daß diese Windungen Werkstücken verschiedener Form angepaßt werden können. Dagegen bestehen aber Nachteile baulicher Art, da diese Windungen gewöhnlich verhältnismäßig starke Ströme führen und meist von einem Wasserstrom gekühlt werden müssen.
Eine bekannte Lösung zur Abhilfe des obenerwähnten Nachteils der Spulenabmessungen in bezug auf das Werkstück unter Beibehaltung einer verhältnismäßig großen Spule ist das Anbringen eines Füllstücks aus unmagnetischem und elektrisch gut leitendem Werkstoff zwischen Spule und Werkstück. Solche bekannten Werkstücke bestehen aus Messing- oder Kupferkörpern mit einer mittleren Öffnung, die mittels eines Schlitzes mit dem Außenumfang verbunden ist. Die vom Hochfrequenzfeld in diesem leitenden Körper erzeugten Wirbelströme fließen infolge des Wandeffektes im Außenumfang des Körpers längs der Oberfläche des Schlitzes und längs des Innenumfangs der in diesem Körper ausgesparten mittleren Öffnung. Auf diese Weise wird in der mittleren Öffnung wieder ein Hochfrequenzfeld erzeugt, in dem sich das zu erhitzende Werkstück befindet. Hierdurch ist es möglich, unter Beibehaltung einer Spule mit den erforderlichen großen Abmessungen auch kleinere Werkstücke wirksam zu behandeln, da die Öffnung des Füllstücks dem Werkstück angepaßt werden kann: Das Füllstück wirkt dabei wie eine sekundäre Windung eines Transformators, dessen Primärwindung von der Spule gebildet wird. Diese bekannten leitenden Körper haben aber den Nachteil, daß zum Erhitzen von Werkstücken Teile nur eingebracht werden können, wenn der Verbindungsschlitz mit demAußenumfang eine Breite besitzt, die wenigstens gleich dem Durchmesser des Teiles ist. Das zu erhitzende Werkstück befindet sich in diesem Fall während der Erhitzung in der mittleren Öffnung nicht über ihrem ganzen Querschnitt im Wechselfeld. Es ist allerdings möglich, diesen Schlitz eng zu machen, aber dann muß das ganze Werkstück immer durch die mittlere Öffnung hindurchgeführt werden können, was z. B. mit Kurbelwellen und ähnlichen verwickelten Werkstücken nicht möglich ist, ohne die betreffende mittlere Öffnung zu weit und folglich den Körper zuwenig wirksam zu machen.
Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß der leitende Körper aus wenigstens zwei getrennten Teilen aufgebaut ist und das Werkstück sich in einem Teil des Raumes zwischen den getrennten Teilen befindet. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß die betreffenden. leitenden Körper vor dem Einbringen und dem Entfernen des Werkstücks aufgeklappt werden können, so daß auch stellenweise kleine Durchmesser von Werkstücken vom leitenden Körper in kuizem Abstand umgeben werden können.
Bei der Bauart nach der Erfindung wird vorzugsweise dafür gesorgt, daß wenigstens ein Teil der Innenfläche des geteilten leitenden Körpers eine solche Form und solche Abmessungen besitzt, daß diese Fläche dem ganzen zu erhitzenden Teil des Werkstücks angepaßt ist. Der Vorteil dieser genauen Anpassung ist das Auftreten eines Minimalstreufeldes.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Die Fig. i und 2 zeigen eineDraufsicht bzw. einen Querschnitt -der Vorrichtung nach der Erfindung. In Fig. i befindet sich im Innern der Spule i ein aus den beiden Teilen 2 und 3 bestehender, gegebenenfalls gekühlter Körper aus unmagnetischem, elektrisch gut leitendem Material, z. B. Kupfer.
In der Spule i wird ein Hochfrequenzfeld erzeugt. Wenn der Strom in der Spule in Richtung der äußeren Pfeile fließt, werden in den Teilen 2 und 3 Wirbelströme erzeugt, welche infolge des Wandeffektes gemäß den in ihnen angegebenen Pfeilen verlaufen. Das Werkstück, das außen gehärtet werden mu.ß, befindet sich in der öffnung 4 zwischen den beiden Stücken 2 und 3, welche, wie in der Figur ersichtlich ist, gleichfalls von einem Hochfrequenzstrom umlaufen wird.
Gemäß Fig. 2 sind die Teile 2 und 3 mit schrägen Höhlungen 5 und 6 versehen. In der Öffnung 4 befindet sich das Werkstück 7, im vorliegenden Fall ein Teil eines Kugelgelenkes. Der Teil 8 des Werkstücks braucht nicht gehärtet zu werden und befindet sich daher außerhalb des Raumes 4. Die schrägen Aushöhlungen 5 und 6 haben zur Folge, claß der (las Werkstück direkt umlaufende Strom noch mehr zusammengedrängt wird und daß daher eine schnellere Erhitzung stattfindet.
Die beiden Teile 2 und 3 werden von den Beinen 9 und io unterstützt, und das Werkstück ruht auf einem Träger i i. Das Werkstück kann gegebenenfalls drehbar angeordnet sein zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Erhitzung. Das Ganze ist auf dem Träger 12 befestigt, der gemäß der Längsachse der Spule auf und ab bewegt werden kann. Zur Auswechslung des Werkstücks kann der Träger 12 nach unten bewegt und die Teile 2 und 3 können um die Gelenke der Beine 9 und io herum weggedreh; werden. Infolge dieser Bewegungsmöglichkeit der Teile 2 und 3 ergibt sich gleichzeitig der Vorteil, daß die Öffnung 4 besser als bei den bekannten Vorrichtungen mit Füllstück dem Werkstück angepaßt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Erhitzen von Metall-Werkstücken mittels Hochfrequenzströmen, bei der eine Spule zur Führung der Hochfrequenzströme und ein Füllkörper aus unmagnetischem, elektrisch gut leitendem Stoff im Innern dieser Spule vorgesehen sind, wobei der Füllkörper das Werkstück wenigstens teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper aus wenigstens zwei getrennten Teilen (2, 3) aufgebaut ist und das Werkstück sich in einem Teil des Raumes zwischen den getrennten Teilen befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfang des Füllkörpers (2, 3) in Form und Abmessungen der Induktionsspule (i) und wenigstens ein Teil seiner Öffnung (4) der Form und den Abmessungen des zu erhitzenden Werkstücks (7) angepaßt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Teile (2, 3) des Füllkörpers auf einem in bezug auf die Längsachse der Induktionsspule (i) beweglichen Träger (12) drehbar angebracht sind. Angezogene Druckschriften USA.-Patentschrift Nr. 1 378187; britische Patentschrift Nr.331 324.