DE892209C - Anordnung zum elektro-induktiven Erhitzen von Werkstuecken - Google Patents

Description

• Anordnung zum elektroinduktiven Erhitzen von Werkstücken Zusatz zum Patent 767 235

  Im Patent 767235 ist in Verbindung mit Leiter-

  schleifen oder das Werkstück umfassenden Spulen

  zum elektroinduktiven Erhitzen der Vorschlag ge-

  macht worden, zwischen Induktor und Werkstück-

  Oberfläche Isolierstoffkammern anzuordnen.. Diese

  Isolierstoffkammern sind mit Metalleinlagen ver-

  sehen. Der Zweck dieser Isolierstoffkammern mit

  Metalleinlagen ist, eine Beeinflussung der Strom-

  verteilung und damit der Wärmewirkung im Werk-

  stück im Bereich einzelner Induktorabschnitte zu

  erreichen. Zu diesem Zweck sind die Isolierstoff-

  kammern entweder am Induktor selbst befestigt,

  so, daß stets bestimmte Abschnitte des Induktors in

  ihrer Wirkurig durch die Kammern beeinflußt wer-

  den, oder aber die Kammern sind an bestimmten

  Stellen d,es Werkstückes angeordnet und geraten bei

  der fortschreitenden Relativbewegung zwischen

  Werkstück und Induktor in den Bereich des letzte-

  ren, wodurch an vorbestimmten Werkstückstellen

  auf die Wirkung des Induktors Einfluß genommen

  wird.

  Die Metalleinlagen in den Isolierstoffkammern

  gemäß Patent 767235 sind, sofern sie in mehr-

  facher Anzahl vorliegen, siebartig durchlöchert, so

  daß ein der Kammer zugeführtes Kühlmittel sämt-

  liche blechartigen Einlagen kühlend umspülen kann.

  Die mit metallischen Einlagen versehenen Isolier-

  stoffkammern gemäß Patent 767235 haben sich in

  der Praxis bewährt, jedoch ergeben sich gewisse

  Nachteile einerseits deshalb, weil die auftretende

  Erwärmung in den Metalleinlagen eine Kühlung

  und damit eine Vernichtung von Energie notwendig

  macht und. andererseits die erforderliche. Kühlung

  verhältnismäßig großräumige Kammern, bedingt.

  Gemäß der Erfindung läßt sich diese Schwierig-

  keit vermeiden, wenn die Metalleinlagen der Isolier-

  stoffkammern aus quer zur Richtung des indu-

  zierten Stromes geschichteten, gegeneinander

  isolierten Blechen bestehen. Vorzugsweise werden

  hierzu Transformatorenbleche verwendet. Wenn der

  Induktor mit hohen Frequenzen betrieben wird,

  kann es von Vorteil sein, die geschichteten Bleche

  durch eine gepreßte Masse zu ersetzen, die aus fein

  verteiltem Eisenpulver und einem geeigneten

  Bindemittel besteht, wie dies für sogenannte Masse-

  kerne üblich ist. Die so hergestellte Isolierstoff-

  kammer wird vorzugsweise am Werkstück selbst

  befestigt, beispielsweise durch federnde Klammern

  od_. dgl.

  Die Anwendung derartig geschichteter Blech-

  paket- oder Massekerneinlagen macht es über-

  flüssig, die Isolierstoffkammern zu kühlen, da eine

  nennenswerte Erwärmung nicht eintritt. Sie können

  daher leicht jeder gewünschten Form des Werk-

  stückes bzw. Werkstückabschnittes angepaßt wer-

  den. Es hat sich auch gezeigt, daß die Isolierstoff-

  kammern gemäß der Erfindung ein. Aufheizen an

  den Stellen, an denen sie angebracht sind:, voll-

  kommen unterbinden können. Die Kammern sind

  daher in hervorragendem Maße dazu geeignet, b-e-

  liebige Werkstückabschnitte beliebiger Form voll-

  kommen gegen Aufheizen und Überheizen zu

  schützen.. Dies ist von besonderer Bedeutung

  beispielsweise für das kontinuierliche Aufheizen

  von langgestreckten Werkstücken, wie beispiels-

  weise Blechen, die schräge Begrenzungskanten be-

  sitzen, da ein wirksamer Schutz solcher Kanten

  während des Aufheizvorganges durch andere Mittel

  gar nicht oder nur mit mangelnder Wirkung mög-

  lich erscheint. Auch Abschnitte, die mitten, in der

  sonst aufzuheizenden Oberfläche gelegen sind,

  beispielsweise Abschnitte, die zum Aufschweißen

  von Leisten dienen sollen oder einer späteren span-

  abhebenden Bearbeitung unterworfen werden müs-

  sen, können auf diese Weise wirksam vor einem

  Erwärmen und damit vor einer Härteannahme ge-

  schützt werden, wenn das Werkstück später abge-

  schreckt wird.

  Die Herstellung der Isolierstoffkammern gemäß

  der Erfindung in der gewünschten- Form kann. in

  einfachster Weise dadurch erreicht werden, daß die

  einzelnen Bleche der gewünschten Form ausgestanzt

  und zu einem Paket gegeneinander isolierter Bleche

  zusammengesetzt werden, wobei als Isolierstoff die

  verschiedensten Massen in Frage kommen. Das so

  hergestellte Paket wird mit einer einbrennfähigen

  oder härtbaren Masse umkleidet, wie beispielsweise

  keramischer Masse, Kunstharz, Emaille, Hart-

  astest, Glimmer od. dgl., worauf -eine Erwärmung

  des Körpers auf eine zur Erhärtung der Isolier-

  stoffmasse erforderliche Temperatur vorgenommen

  wird.

  Im nachfolgenden wird an Hand der einige Aus-

  führungsbeispiele darstellenden Zeichnungen der

  Erfindungsgedanke näher erläutert.

  In dem in Abb. i gewählten Beispiel soll eine

  Platte i an der Oberfläche gehärtet werden. Die

  Platte wird in Richtung des Pfeiles 8 unter der

  Heizeinrichtung :2 hindurchbewegt. Die Platte soll

  mit einer Härteschicht versehen werden, die bei 9

  bzw. 9' schraffiert angedeutet ist, während das mit

  io bezeichnete Gebiet in der Nachbarschaft einer

  Aussparung oder eines Loches 13' nicht gehärtet

  werden soll.

  Das Härtegerät besteht aus dem Heizleiter z, der

  beispielsweise mit Schlitzen z' für den Austritt des

  Kühlmittels auf die Werkstückoterfläche versehen

  ist. Über eine Isolationsschicht 3 ist der Heizleiter z

  mit den aus fein unterteilten Transformatoren,

  blechen oder aus Masse hergestellten Jochen .4 ver-

  sehen. Die aus Isolierstoff hergestellte Trag-

  kammer 5 enthält Längskanäle 6 und 7, aus denen

  durch die Schlitze 6' ein gasförmiges Medium zur

  Verhinderung des Zurücktretens von Abschreck-

  mitteln und durch die Schlitze 7' ein zusätzliches

  flüssigkeitsförmiges Kühlmedium austreten karci.

  Würde sich dieses Heizgerät ohne besondere

  Vorkehrungen über das Werkstück hinweg bewegen,

  so würde, abgesehen von gewissen Störungen des

  Härtebildes in der Nähe des Loches 13', das ge-

  samte Werkstück i an seiner Oberfläche gehärtet

  werden. Um die geforderte Aufgabe zu erfüllen,

  daß im Gebiet io eine Härtung nicht eintreten soll,

  wird eine Isolierstoffkammer 12 gemäß der Erfin-

  dung vorgesehen, die die Erwärmung an dieser

  Stelle ausschaltet und damit eine Härtung durch

  das nachfolgende Abschrecken vermeidet. Die

  Isolierstoftkammer 12 hat die Form .eines flachen

  Deckels und ist in ihrem Innern angefüllt mit einer

  Einlage ii, bestehend aus einzelnen gegeneinander

  isolierten Blechen, zweckmäßig Transformatoren-

  blechen. Die Bleche stehen in Richtung des Vor-

  schubes. An dem Werkstück kann die deckelförmige

  Isolierstoffkammer mit Federn od. dgl. befestigt

  werden, oder; wenn in ihrem Bereich wie im ge-

  wählten Beispiel zufällig ein Loch vorhanden ist,

  so wird ein Ansatz 13 aus Isolierwerkstoff vor-

  gesehen, der in dieses Loch oder in die Aussparung

  paßt und die Kammer in ihrer Lage unverrückbar

  festhält.

  Die Wirkungsweise beruht darauf, daß sich im

  Bereich der Isolierstoffkammer 12 und ihrer Ein-

  lagen i i das Magnetfeld, welches um den Heiz-

  leiter 2 aufgebaut wird, durch das J9ch 4, die Luft-

  spalte zwischen dem Joch 4 und der Metalleinlage

  ii und die Metalleinlage selbst hindurch schließt.

  Es wird mithin eine Beeinflussung des Werkstückes

  selbst durch das Magnetfeld im Bereich der Isolier-

  stoffkammern völlig vermieden. Ein Aufheizen

  tritt daher in nennenswertem Maße nicht ein.

  Szlbstverständlich kann aber die Wirkung durch

  die Dicke der Einlage i i. und durch Wahl der

  Unterteilung der Schichtung beeinflußt und damit

  auch ein beliebiger Erwärmungszustand im Bereich

  der Isolierstoffkammer 12 hervorgebracht werden.

  In Abb,.2 ist die Anwendung der Isolierstoff-

  kammer gemäß der Erfindung zur Beeinflussung der

  Erwärmung schräg verlaufender Kanten dargestellt.

  Das Werkstück i besitzt eine schräg verlaufende

  Kante 22, die, weil sie später beispielsweise mit

  einem anderen Werkstück verschweißt werden soll,

  nicht gehärtet und daher nicht aufgeheizt werden

  darf. Die Erhitzungszone und dämit die Härtezone

  soll etwa so verlaufen, wie bei 23 durch Schraffur

  angedeutet. Die Isolierstoffkammer 12 ist in. ihrer

  Form genau derjenigen der Kante angepaßt und

  desgleichen die als Einlagen: dienenden geschichteten

  Bleche i i. Die Befestigung am Werkstück erfolgt

  mittels einer federnden Klammer 14, die in diesem

  Fall mit dem die Werkstückoberfläche überlappen-

  den Ansatz der Kammer 15 zusammenwirkt und die

  Einrichtung in ihrer Lage unverrückbar festhält.

  In Abb. 3 ist eine Isolierstoffkammer dargestellt,

  die in Verbindung mit einer Aussparung im Werk-

  stück benutzt werden soll, um die Kantert von einer

  Erwärmung frei zu halten. Die Aussparung des

  Werkstückes i ist bei 24 angedeutet. In diese Aus-

  sparung 24 wird die Isolierstoffkammer 12 ein-

  -es,- tzt, welche mehrere Metalleinlagen, ii', i i",

  ii'" und i i""" enthält. Die Metalleinlagen sind

  untereinander durch die Zwischenschichten 12', 12"

  und 12"' isoliert, und sie können. entweder aus ge-

  schichteten Blechpaketen oder aus gepreßter Masse

  bestehen. Durch einige empirische Vorversuche

  wird die günstigste Verteilung der Einlagen er-

  mittelt. Es ist hierbei auf die zu verwendende

  Frequenz, auf die Werkstoffeigenschaften des zu

  behandelnden Werkstückes und der Einlagen selbst

  sowie auf die sonstigen elektrotechnischen und

  härtetechnischen Bedingungen Rücksicht zu nehmen.

  Die Beispiele der Abb. i bis 3 beziehen sich auf

  ein elektroinduktives Aufheizen, bei welchem eine

  Relativbewegung zwischen Werkstück und Induktor

  stattfindet. Die Anordnung gemäß der Erfindung

  kann aber auch angewendet werden, wenn das Auf-

  heizen. ohne eine solche Relativbewegung erfolgt.

  Die Ausbildung der Kammern, ist ferner nicht be-

  schränkt auf die dargestellten Ausführungsformen..

  Es sind vielmehr auch andere Formen denkbar, und

  es ist möglich, Kombinationen der einzelnen Aus-

  führungsformen miteinander vorzunehmen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum elektroinduktiven Er- hitzen von Werkstücken mit einem als Leiter- schleife oder als das Werkstück umfassender Leiter ausgebildeten Induktor und mit metalli- schen Einlagen versehenen Isolierstoffkammern zwischen Induktor und Werkstück nach Patent 767235, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlagen der vorzugsweise am Werkstück zu befestigenden Isolierstoffkammern aus quer zur Richtung des induzierten Stromes geschich- teten, gegeneinander isolierten Blechen, vor- zugsweise Transformatorenblechen, oder aus einer gepreßten Eisenpulver-Bindemittel-Masse (Massekern) bestehen. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Isolierstoffkammern durch Umpressen der Metalleinlagen, insbesondere der Bleche, mit einbrennfähiger oder härtbarer Masse (keramischer Masse, Emaille, Kunstharz, Hartasbest, Glimmer od. dgl.) und nachfolgen- dem Erhitzen auf geeignete Temperatur her- gestellt sind.