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Anordnung zur Regelung der den Elektroden zugeführten Spannung bei
Elektrodensalzbadhärteöfen Die @Elektrodensalzbadhärteöfen arbeiten bekanntlich
sekundärseitig mit einer verhältnismäßig geringen Spannung, da die Salzschmelze
nur einen geringen elektrischen Widerstand hat. Es ist daher zumAnschluß an die
Netzspannung stets einTransformator erforderlich. Nun benötigen solche Härteöfen
je nach Badform und Badgröße sowie den in Frage kommenden Härtesalzmischungen und
Härtetemperaturen bestimmte verschiedene sekundäre Wechselspannungen. Um dies zu
erreichen, werden hierfür Härteumspanner verwendet, die primärseitig eine größere
Anzahl Anzapfungen (im allgemeinen 12, mitunter sogar bis zu 24.) aufweisen. Zur
weiteren Spannungsregelung ist auch häufig noch ein Sterndreieckumschalter vorgesehen.
Ein Regulierschalter, der von Hand betätigt wird, gestattet die Einstellung der
Sekundärspannungen im Bereich von z. B. 6 bis 30 Volt in Grobstufen. Zur
feinfühligeren Spannungseinstellung zwischen den einzelnen Grobstufen sind mitunter
noch zusätzlich Induktionsregler (Drehregler) eingesetzt, die aber aus wirtschaftlichen
und preislichen Gründen nur für die Überbrückung zwischen zwei Grobstufen ausgelegt
sind. Das umständliche Umschalten von Grobstufe zu Grobstufe mittels Handbetätigung
kann dadurch nicht vermieden werden.
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Es sind auch Elektrodensalzbadhärteanlagen bekannt, bei denen vor
dem eigentlichen Härteumspanner noch ein kleinerer zusätzlicher Umspanner mit wenigen
Abstufungen geschaltet ist, um ein etwas feinfühligeres Regulieren zwischen den
Grobstufen zu ermöglichen.
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Es sind auch selbsttätige Temperaturregelanordnungen für Elektrodensalzbadhärteöfen
bekannt, die die gesamte aufgenommene Ofenleistung
bei einer bestimmten
Spannungsstufe in Abhängigkeit von einem thermoelektrischen oder optischen Temperaturregler
mittels einer Schützensteuerung ein- und ausschalten. Es ist auch bekannt, eine
gewisse Grundleistung je nach der eingeschalteten Grobstufe dauernd eingeschaltet
zu lassen und nur die Leistungsspitze auszuregeln.
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Bei solchen Anlagen ist es auch bekannt, die Regulierstufen vom Temperaturregler
aus durch Motorantriel> zu betätigen.
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Alle die bekannten Ausführungen sind zum großen Teil auf die richtigen
Einstellungen durch den Härter angewiesen oder sind in der Spannungsabstufung nicht
feinfühlig genüg, um damit den Anforderungen eines modernen Härtebetriebes zu genügen.
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Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Anlagen dadurch
vermieden, daß der Arbeitsbereich des Haupttransformators in eine geringe Anzahl
Stufen, z. B. drei oder vier, aufgeteilt ist, und daß ein eine praktisch stufenlose
Regelung der Stufen des Haupttransformators ermöglichender zusätzlicher Regeltransformator
vorgesehen ist. Ein solcher Regeltransformator kann z..B. mit auf der Wicklung gleitenden
Rollen- oder Gleitkontakten bzw. mit einer Kontaktbahn ausgerüstet sein, auf der
entsprechende Kontakte gleiten. Auch die -Ausbildung als Schubtransformator mit
verschiebbarem Eisenkern oder verschiebbarer Wick= lung ist möglich.
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Die Figur veranschaulicht das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels
des Gegenstandes der Erfindung. Mit i ist der Elektrodensalzbadhärteofen bezeichnet,
dessen Badraum die Form eines regelmäßigen sechsseitigen Prismas besitzt. .Die Hauptelektroden
sind mit 21, die den Stromfluß einleitenden Zündhilfselektroden mit 22 bezeichnet.
Die drei Hauptelektroden 21 sind an die in diesem Fall in Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen
eines dem Verwendungszweck besonders angepaßten Härteumspanneraggregats 2-3 geschaltet.
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Das Härteumspänneraggregat besteht aus einem Stufenumspanner 2 mit
Zusatzwicklung 23, die von dem Regelumspanner 3 gespeist wird. Der Hauptumspanner
2 ist für jede Phase mit zwei Eisenkernen versehen, deren jede eine getrennte Primärwicklung
aufweist. Die Primärwicklung 24 ist die eigentliche Hauptwicklung, die beispielsweise
mit zwei Anzapfungen 25 und 26 versehen ist. . Die Wicklung 23 ist, wie bereits
oben erwähnt, eine Zusatzwicklung für eine geringere Leistung, die von dem eigentlichen
Regeltransformator 3 gespeist wird. Die Sekundärwicklung 27 umgibt die beiden Kerne
jeder Phase gemeinsam.
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Die Wirkungsweise der Anordnung. ist folgende: Die Primärwicklung
2q. wird mit der Netzspannung erregt. Sie induziert in der Sekundärwicklung eine
feste Spannung, bei der Stellung des Stufenschalters 6 z. B. auf Stufe 3 eine Spannung
von 27 Volt. Dem Kern 2g wird von dem getrennt aufgestellten Regeltransformator
3 eine mittels der Abgriffe 30 und 31 veränderliche Spannung solcher Größe
zugeführt, daß in der Sekundärwicklung eine Spannung zwischen o und ± 3 Volt entsteht.
Die von beiden Kernen gleichzeitig in der gemeinsamen Sekundärwicklung erzeugten
Spannungen addieren sich nun, und es ergibt sich ein resultierender Regelbereich
in der Sekundärwicklung von 27 ± 3 Volt. Die Anzapfungen sind nun so bemessen, daß
bei der Stellung des Stufenschalters 6 auf Stufe 2 sich eine Spannung von 17 ± 7
Volt, bei der Stellung des Stufenschalters 6 auf Stufe i eine solche von 8 ± 2 Volt
ergibt.
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Der Regelumspanner 3 kann mittels des Handantriebs 5 bei Bedarf oder
im Regelfall durch den Motorantrieb.- vom Temperaturregler io, i i aus selbsttätig
betätigt werden.
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Trotz der großen Spannungsübersetzung von z. B. primär 380
Volt auf sekundär etwa 6 bis 30 Volt, kann der Härteofenbetrieb nunmehr so gestaltet
werden, daß man mit wenigen, vorzugsweise zwei voneinander unabhängigen Anzapfungen
auf der Primärseite des Härteumspanneraggregats eine praktisch stufenlose Temperaturregelung
und damit eine außerordentliche Gleichmäßigkeit der Temperatur erreicht.
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Die Umschaltungen auf die drei Regelbereiche erfolgen im stromlosen
Zustand mittels des Stufenschalters 6 in Verbindung mit dem eingebauten Hilfskontakt
32 des Schaltschützes 7. Der Temperaturregler io mit der thermischen Rückführung
ni erhält seine Einstellungsimpulse vom Temperaturmeßgerät 12. je nach dem, ob Leistung
zu- oder abgeschaltet werden muß, um die gewünschte Temperatur .einzuhalten, wird
von dem Regler io aus der Motorantrieb q. des Regelumspanners 3 selbsttätig gesteuert.
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Beim Anheizen ist die höchste Spannung erforderlich. Der Schalter
6 wird auf die Stufe 3 geschaltet. Die Anheizspannung kann dann zwischen 24 und
30 Volt eingestellt werden. Während des Härtebetriebes wird der Stufenschalter
auf Stufe ?-
geschaltet. Auf dieser eigentlichen Betriebsstufe kann zwischen
den beiden Endschaltern die sekundäre Spannung praktisch stufenlos zwischen etwa
io bis 24 Volt geregelt werden, so daß der Härter im Gegensatz zu den bekannten
Anordnungen keine Schalter in dieser Zeit zu betätigen hat. Bei der Stellung des
Stufenschalters 6 auf Stufe i ergibt sich in der ,Sekundärwicklung eine Spannung
von 6 bis io Volt, die für die Betriebspause benötigt wird. :Die Spannung ist so
zu wählen, daß während der Betriebspause der Ofen nicht einfriert.
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In dem Ausführungsbeispiel sind die Spannungsregelbereiche zwischen
etwa 24 bis 30 Volt für das Anheizen, zwischen etwa io bis 24 Volt für den
Härtebetrieb und zwischen 6 bis io Volt für die Betriebspausen gewählt. Selbstverständlich
ist eine andere Abgrenzung der Spannungsbereiche möglich, sofern die technischen
Bedingungen des Ofens dies erfordern.
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Um beim Anheizen des vollständig kalten Ofens mittels der Zündelektroden
22 die selbsttätige Temperaturregelung zunächst außer Wirkung bringen zu können,
ist ein Paketschalter 8 vorgesehen, der
die Umschaltung vom selbsttätigen
Regelbetrieb auf Handbetrieb ermöglicht.
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Sobald die Hauptelektroden den richtigen Stromfluß führen und die
(Zündelektroden herausgenommen worden sind, kann der weitere Aufheizvorgang durch
die. selbsttätige Temperaturregelung durchgeführt werden.
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Damit man im Bedarfsfall auch den Regelumspanner 3 ohne den Temperaturregler
durch den Motor betätigen kann, sind die Druckknöpfe 9 vorgesehen.
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Die Spannungsregelung am Regelspanner 3 kann im Notfall auch mittels
Handrad 5 allein durchgeführt werden, wobei der Motorantrieb ,4 ausgeklinkt ist.
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Die neue Anordnung sichert eine gute Wirtschaftlichkeit der Anlage
und gewährleistet ein.. bedeutend leichtere Wartung der Härteöfen.