DE898219C - Heizvorrichtung zum elektroinduktiven Erwaermen von metallischen Rohlingen oder metallischem Halbzeug fuer Zwecke des Warmformgebens - Google Patents

Heizvorrichtung zum elektroinduktiven Erwaermen von metallischen Rohlingen oder metallischem Halbzeug fuer Zwecke des Warmformgebens

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DE898219C
DE898219C DED1070D DED0001070D DE898219C DE 898219 C DE898219 C DE 898219C DE D1070 D DED1070 D DE D1070D DE D0001070 D DED0001070 D DE D0001070D DE 898219 C DE898219 C DE 898219C
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heating
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metallic
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Gerhard Dr-Ing Seulen
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Description

  • Heizvorrichtung zum elektroinduktiven Erwärmen von metallischen Rohlingen oder metallischem Halbzeug für Zwecke des Warmformgebens Es, ist bereits bekannt, das Erwärmen metallischer Rohlinge und metallischen Halbzeugs für Zwecke des Warmverform@ens elektromnduktiv durchzuführen. Der Vorteil dieser Erhitzungsart ist darin gielegen, daß die @erforderliche Warmformge!b-ungstemp,eratur sehr rasch erreicht werden kann. Das elektroinduktive Erhitzten biiietet ;außerdem ,ganz allgemein den Vorteil, -erwünschte Temipieraturen leicht ieinhalten zu können. Allerdings begibt iman -sich dieser Vorteile weitgehend, wenn die elektnodtuduktive Heizeinrichtung in Form ieinies Ofens in seiner gewissen Entfernung vorn der Warmfio@rmg!ebungsvorrichtun.g ,aufgestellt wird. Es , ist daher schon bekannt, b!ci Warmziehen vom Draht und Rohrein leine ielektroinduktive Heizeinrichtung unmittelbar vor die Warmformgebung swerlzzeuge zu sietzen, so, daß, idie Werkstücke bei der Zuführung zur Warmformgebum;gsvorrichtung zwangsläufig eine Heizeii!nrichtung :durchlaufen, müssen.
  • Mit deiner s!oIchen Vorrichtung sind erhebliche elektrische und wärmetechnische Vorteile verknüpft, wenn die Ausnutzung der Heizeinrichtung zu einem hohen Grade der Vollkommenheit ,getrieben werden kann. Dies ist !aber dann :nicht der Fall, wenn die lichte Weite des Induktors -der He!izeinrichtugg wesuntli ich größer gehalten werden muß, Tals den Hawptabm!e!ssungen der Werkstücke entspricht. Dies ist beis!pielswemse dann erforderlich, wenn, das einzuführende Material bereits - mit AnstauchMiggen.-od. idgl. verstehen ist, die einen ;größeren Durchmiesser besitzen ;als die übrigen Teile des Werkstückes; ,oder aber, w:emn das Werkstück bei der Warmformgebung Anstauchungen erhält, die es. unmöglich machen würden, die Restenden aus der Heizvorrichtung wieder herauszuziehen, wenn diese leine lichte Weibe besäße, die den Werkstücksabmessungen vor der Warmformgebung @entspricht. Indukborabmessungen., die den größten zu erwarbenden Querschnitten entsprechen, würden aber :einen schlechten ,elektrischen Wirkungsgrad haben:; wobei außerdem nicht verhindert werden könnte, daß gewissie Teile des Werkstückes, die in festerer elektrisicher Kopplunig mit dien Induktor stehen, leichter als andere überhitzt werden, zum mindesten aber zu rasch auf Temperatur kämen.
  • Es könnte zunächst daran ,gedacht werden, für solche Fällte :aufklappbare Spulen zu benutzen, die als Ividuk Loren für Heizeinrichtungen bereits bekannt sind. Solche Spulen sind aber lohnte weiteres reicht ;anwendbar, weil langge-trecktie mehrwindige Induktoren benutzt werden müssten, um verhältnismäßig lange Abschnitte der Werkstücke auf ihrer Gesamtausdehnung @erwärmen zu können: Mehrwindige Spu:en .aber können insbesioüdere im rauhen Hüttenbietrieb nicht .aufklappbar gestaltet werden, da jede eiz.oelne Windung eine Kontaktstelle aufweissen: müßbe. Dies,,- Kontaktstellen in ihrer Gesamtheit würdein s:ets zu Betriebsstörungen Veranlassung gebier.
  • Zweck der Erfindung ist ies, zum Erhitzen von metallischen Rohlingen oder meitallischem Halbzeug für Zwecke des Warmverformens in Schmiedemaschinen, Pendelwalzwerken, Pressen, Stauchmascllvrien od. digl. eine elektroinduktive Heizeinrichtung zu schaffen, die die ob-en gekennzeichneten N,achbeisie vermeidet und darüber hinaus Schwiieri;gkeiben verrnrueidee, die -dann entstehen können; wenn Irgendwelche Störungen bei ,den Warmformgiebunigsvorgängen auftreten, bei denen dser Arbeiter ,dezwun,,ben ist, das, Halbzeug in arideren Richtungen; zu bewegen, Tals der normalen Zufuhrr'chtung entspricht. Diesem Forderungen. soll mit einer Vorrichtung entsprochen werden, :die unmittelbar vor den Warm:fiormgebungswerkzeugen angeordnet ist, damit :das Werksstück Bohne, Zeit- und Wärmeverlust aus der Heizeinrichtung in die Warmfo.rmgebungsmas,chvne eingebracht werden, kann.
  • Hierzu wird gemäß der Erfinidung vorgeschlagen; ein aus hitzieb,eständigem Isolierwerkstoff bestehendas Backenpaar vorzusehen, das hydraulisch iodieir mechanisch zu einer das. Werkstück umfassenden Hülse geschlossen werden kann. Dos Backenpaar ist mi.t Heizleherschleifen in beliebiger -An:zahl vzrsiehein. Bei geschlossener Hülse stehen jeweils zwei Leiterschleifen, die verschiedenen Backen angehören und der Backenform angep,aßt sind, ,einander spiegelbildlich gegenüber. Diese einander gegenüberstehenden Leiterschleifen werden ,derart mit Strom gespeist, daß diejenigen Leiterabschnitte, die benachbart in Richtung der Hülsentrennfuge verlaufen, entgegengesetzt .stromdurchflossen, sind. Auf diese Weise ergänzen sich die -eiman@der spiegelbildlich gegenüberstehenden Heizleiterschleifen zu einem' Induktor, der ,einen sich in der Oberfläche des. Werkstückes schließenden induzierten Strom erzeugt. Dien erforderlichen Länge des zu :erhitzendem: Werkstückes ,oder Werlistückabschnittes wird dadurch Rechnung getragen, daß mehrere s solcher spiegelbi!ldliich einander gegenüberstehender Heizleiterschleifenparare nebeneinander in beliebiger Anzahl angeordnet werden. Die derartig paarweise angeordneten Heule iterachleifen könnten in jeder Backe paraLied ,oder reiheingeschalt,et sein.
  • Zur Erhöhung ,des Wi.rkungsgrad,es ist es zweckmäßig, in bekannter Weise agnetj,oiche vorzusehen, die laus geschichteten Blechen bestehen und die Heizleiber umfassen. Die Blechpakete lassen sich bei der Vorrichtmig gemäß der Erfirnd:ung in einfacher Weise in den: vorgesehenen Backen unterbringen. Eine solche Vorrichtung kann unmittelbar vor der zum Warmfor%mebien benutzten Einrichtung aufgestellt werden, .sio_ da:ß selbst sperrige Formstücke ledig glich gaxial in die Schmiedemaschine, Stauchmaschhje @od. dgl. hineingeschoben zu werden brauchen., ,ohne daß hierzu läggere Transportwege nötig wären, als etwa einer. Strecke von Werk stückausgamgsl,änge ,entspricht. Auch ZwischenerwärmurIgen, die gegeben,enifaBs notwendig sind, lassen sich auf diese Weise mit denkbar geringstem Wärme- und Zeiitverlust durchführen.
  • Siolche Zwischemerw,ärmungen sind beispielsweise gelegentlich erforderlich, wenn in seiner WarmformiäeburgEeinrichtung zwei Verformunigsvorgänge durchgeführt werden, wobei das Werkstück in verschieden hoch ,angebrachte Teile der FormgebungsvorrIchtung leingeführt werden muß. Bei siolchen Einrichtungen hat !es sich als zweckmäßig :erwiesen, das $ackenipaar zum öffnen und Schließen. der Hülse siowiie zum Einstellten auf die richtige Höhe der Hülse an senkrechten Gleitschienen einstellbar anzuordnen;. Nachdem das Werkstück im Rohzustand ,oder in der Zwischenverarbeitungsstufe von dien Heizvorrichtung aufgenommen worden ist, kann es mit Hilfe ,dieser der gewünschten Bearbeitungsstelle zuggeführt werden,.
  • Im- machfolgenden wird die Erfindung an. Hand der Zeicbmnmgen näher erläutert, die die Aus£ührungsforanien des Erfindungsgedankens in mehr ,oder wenüer schematischer Darstellung zeigen.
  • Abb. i ziepst leine Ausführungsform, -die beispielsweise für das Erhitzen von Stangen! i geeignet ist, von denen in Schmiedemaschinen Rionden für die Ringherstellung ,abgeschinie det werden sollen. D,ar S,chmiiedeviorgamg ruft am Ende der Stange -i eine Verdickung 2 hervor, ,die ein Herausziehen der Singe bzw. das Stangenendes aus der Heizeinrichtung nach rückwärts verhindern würde, wenn .diese nicht gemäß der Erfindung ausgebildet wäre. Die schematische Darstellung I,äßt je drei Heizleiterschleifen 3' 'und 3" ierkennien. Die drei Hevzleiterschleifen 3' sind .im einen und die drei Heizleiterschleifen 3" im .anderen Backenpaar der Heizeinrichtung untergebracht. Der Übersicht halber sind aber die ,aus. hitzebieständ%g,em Isolierwerkstoff herzustellenden Backen fortgelassen. Die Heizleiterschleifen, sind in der Lag gezeichnet, in der sie sich befinden, wenn die Backen zu einem hülsenförmigen, die aufzuheizende Stange ums-chließ:enden Körper igeschlossen sind. Es ist zu ierkennen, daß, jeweils zwei Heizleisters,chlieifen. 3', 3" ieinander spiegelbildlich gegenüberstehen. Die Stromspieisung der Schleifen isst sio geführt, daß de in Richtung der 'renns ielle 17 der Hülse verlaufenden Leiterteile verschiedenen Backen angehörender Leiterschleifen ,gegensinnig stromdurchflossen sind. Je zwei siolcher paarweise bei geschlossener Hülse sich spiegelbildlich gegenüberstehender Heizleiterschleifein wirkten daher wie einte :geschlosisene Spule und erzeugen .dementsprechend einen in der Oberfläche dies Werksitü ckes sich schließenden indizierten Stromkreis. Trotz dieser vorteilhaftem Wirkung sind die im Betrieb Störungen verursachenden Kontaktstellen bekannter Anordnungien vermieden.
  • Die Sitroimzufuhr ierfolgt bei 5' und 5", und zwar besteht diesle aus einer beweglichen Zuleitung etwa von der Form, wie sie in Abb. 2 :dargestellt ist. Die beiden Zuleitungen 7' und 8' sind durch die Isiola,-tion. 9 ;getrennt. An der Stelle 6', 6", an. der idie Überleitung von den Heizleiters:chleifen der einen Backe zu den Heizleiterschleifen der anideren Backe erfolgt, müssen; ebenfalls bewegliche Zuleitungen, etwa in Form von Stromleithändern 7" und 8" (Abb. 3), vorgesehen werden. An Stelle vorn Bündern. können; für die Stromleitungen 7' und 8' auch Kabel ioder Rohre, die gegebenenfalls gekühlt sind, verwendet werden.
  • Dias Öffnen und Schließen des hülsienförmigen Körpers ierfolgt entweder durch senkrechtes Auseinianderführien der beweglichen Hälften in Richtungder Pfeile 4' und 4" odier auch durch eine Aufk1,appbimve;gtnng um Scharniere, die etwa an der Sitelle der Zuführungien 5', 5" bzw. di-cr Überleitungen 6', 6" angeordnet sind.
  • Die in jeder Backe vorgesehenen Heizleiters@chleifen:, die im ;geschlossenen Zustand der Hülse .leas Werkstück etwa zur Hälfte umfassten und mit den ientsprechenden Heizleiterschleifen dier Gegenbacke piaiarwieisie zusammenarbeiten, sind in Reihe und/oder parallel ;geschaltet.
  • Das Schmieden der Stange i in der Schmiiedemaschinie erfolgt in der üblichen Weise durch Vorschieben der Stange. Bei Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird hierbei die Stange vor Beginn des Schmiedens in die geöffnete Heizvorrichtung einsgelegt, die sodann geschlossen wird. Beim Durchschieben durch idie Heizvorrichtung ein die Warmformgebungsvorrichttng hinein erwärmt sich die Stange auf die gewünschte Schmiedetemperatur.
  • In Abb. 4 ist ebenfalls unter Fortlassen, der Backen seine Vorrichtung gezeigt, bieder in jeder Backe nur eine. Heizleiterschleife 3' und 3" vorgesehen ist. Die beiden Heizleiterschleifen sind parallel geschaltet. Die Zufuhr des Stromes erfolgt durch die Leitungen 27 und 28, die bei 29 gegeneinander isoliert sind. Währeind in den bisherigem Abbildungen lediglich der ielektrische Teil dargestellt wurde, zeigt Abb. 5 die räumliche Anordnung der Heizlieiterschleifen in den Backen, und zwar in ieiner Backenhälfte. Es ist 40i ein warmfester Isolierkörper, zweckmäßig aus Keramik, der eine dem zu behandelnden Werkstück angepaßte Form aufweist. In @diesen backenförmigen Körpier 40 sind die Leiterteile 4 i' rund 4 i" der Hieizleiters-chlieiife leingebettet. Die Zuführung dies Heizstromes erfolgt durch .die Anischlüssie 42' und 42". Die Pfeile zeigen den Stromfluß in .einem bestimmten; Augenblick. Die Heizleitserschleife selbst ist wassergekühlt, und die Leimtier sind daher, wie bei 43 ersichtlich, hohl ausgebildet. Auf dem inneren Umfang dies Körpers 40 sind Nuten 44 vorgesehen, in welche .die Hieizleäterteile 4 i' und 4. i" einschließlich der vorgesehenen 1Vlagneitj,o,che 46 ein-,gelegt werden. Eine Längsnut 45 dient zur Aufnahmie des in Achsrichtung verlaufenden Teiles der Heizlenterschleife. Die Nuten 44 sind durch Deckel aus warmfestem Isolierstoff verschlossen. Um zu verhindern, daß zwischen den Werkstücke;n und den Hieizleiterteilien oder den Teilen der M;agnietj-o-che Berührungen entstehen, sind die AbstanUswarzein 47 am Is,olierstoffkörper 40' vorgesiehen. Sie werden zweckmäßig schon bei der Formgeb-unig dies Körpers 40 angebracht. Die in Abb.5 nicht dargestelltie zweite Backe dies Backenpaares entspricht in ihrer Ausbildung der dargeisitiellten. Während des Betriebes werden diese Backen mit den Flächen 48 laufe niandergedrückt. Die 1,sioliersitioffteilie, die .,als Abisschluß der Nuten:44 angebracht sind, verhindern leine gegenseitige Berührung der zu vers,cbiedenein Backen gehörenden Heizleiitiersichleifen.
  • In den Abib. 6 und 7 ist ieine Vorrichtung gemäß der Erfindung in ihrer räumlichen Anordnung zu einer S-chmiedemaschinie dargestellt. Die Stange i soll ein einer Schmiedemaschine einer Warmformgebung unterworfen werden und wird zu diesem Zwecke dem Gelenk 22 zugeführt. Während des S.chlaigens im Gelenk wird die Stange vorn den Klem,mbiaCken 23 festgehalten. Zum Erhitzen der Stange ;auf die ierforderliche Schmiedietempieratur sind zwei Heizvorrichtungen 3o und 31 vorgesiehen. Während die Heizvorrichtung 3o .das Vorwärrnien übernimmt, bringt die Heizeinrichtung 3 i die Stange auf die Temperatur, die für das Schmieden erforderlüch ist. Selbstverständlich kann bei geieigneber Dimensionierung an Stallee zweier siolcher Heäzeiinriichtuingen fauch nur seineeinzige treten.
  • In Abb.7 isst ieine Ansicht der Schmiedevorrichtung nach Abb.6 in Richtung des Pfeiles.A, idargeseellt. Die Anordnung ist s,o getroffen, diaß die einzelnen Heizleitersichlseifen in Backen 30' und 30" untergebracht sind, die sich im geschlossenen Zustand zu einer Hülste .ergänzen, durch idie die Sitamige i hindurchgeschohen wird. Die Backen 30' und 30" sind mit Ansätzen oder Führungsteilen 34' und 34" bzw. 3 5 und 35" versehen:, die in senkrechten Führungen 36 bzw. 37 gleiten, die bei 38 an der Schmiedemaschine befesitigt sind. Zum Offnien der Hülste der Heizvorrichtung wird die Backe 30' in Richtung des Pfeiles 40 und/oder die Backe 30" in Richtung .das Pfeiles 39 bewegt.
  • In dem Beisspiel gemäß Abb. 6 und 7 ist ,ängenommen, daß die zu schmiedende Stge abwechsielnd an zwei verschiedenem; Stellen in idme Schmiede-. maschine 'eingeführt werden muß. Um die Stange von ,der in Abb. 7 ;gezeichneten Lage in die richtige Stellung zum Einführen bei 33 zu bringen, wird die Stange rnit. der gesamten Heizeinrichtung in Richtung -deis Pfell@es ¢o verschoben.
  • Das, öffnen und Schließen. der Hülse der Heizvorrichtung kann mechanisch oder hydraulisch erfolgen, @desgleiich.en die in Verbindung mit Abb. ; beschriebene Bewegung .der Gesamteinrichtung in senkrechter Richtung.
  • Heizvorrüchtungen gemäß der Erfindung können den Erfordernissen des rauhen Hüttenbietriebies in jeder Weise an ge@piaßt werGlen, so daß Betriebsstörengen .durch Kurzschlüssie u. dgl. verml-d.zn werden.
  • Die HezeinrIchtungen gemäß der Erfindung haben sich für dien engegebtenen Zweck des ErhItzens von Schmiedematerlal, das in Schmiademaisichinen, PendehnAalzwerken, Stau chmaschinen Pressten Sod. @dlgl. verarbeltet werden soll, außer-,ordentlich bewährt. Es hat sich indes :gezeigt, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch beim elektroinduktiven Erhitzen. verwendet werdien kann; das zum Zweckeines teilweisen Härtens unter nachfolgendem Abschrecken durchgeführt wird;, wobei sie sich Tals besonders zweckmäßig erwiesen hat bei der Behandlung solcher Körper, die mit sperrigen Begrenzungsteilen, Kröpfungen Ansätzen 0d. dgl. versehen sind.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE-i. H.eizvorr lchtung zum @el,ektr,oinduktiven Erwärmen von metallischen RohlIngen oder metallis@chem Halbzeug zum Zwecke des Warmverformens in Schmiedemaschinen, Pondelwalzwerken sowie zum Zwecke eines teilweisen H,ärtens runter nachfolgendem Abschrecken insbesondere solcher Kärper, die mit sperrigen Begrenzungsteilen, wie Kröpfwngen, Ansätzen .o@d.dgl., verstehen sind, dadurch ;gekennoeächnet, daß .ein hydraulisch ioder mechanisch zu gier das Werkstück -umfasseanden Hülse schließbares Backenpaar aus hitziebeständigem Isolierwerkstoff miit H@eizIeterschleäfen in beliebiger Anzahl verstehen: ist, da:ß bei geschlossener Hülse jeweils zwei verschiedenen Backen ungehörige, der Backe#n,fiorm angepaßte LeitPrschleifen einander 'spiegelbildlich gegenüberstehen und @daß In ihren in Richtung der Hülsentnennfuge verlaufenden Leiberabschnitben die Ströme in @entgegengesetzten Richtungen fließen. z. Vorrlchtuqg nach Anspruch i, dadurch gekennzeiichnet, daß die Backen zum öffnen und Schließe der Hülste sowie zur Höhenverstellung ,der Hülse an senkrechten Gleltschienen einstellbar angeordnet sind. Angezogene Druckschriften: SchweizerischePatentschriftenNr. 1--5o83, 15005a.
DED1070D 1942-10-07 1942-10-08 Heizvorrichtung zum elektroinduktiven Erwaermen von metallischen Rohlingen oder metallischem Halbzeug fuer Zwecke des Warmformgebens Expired DE898219C (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1109804B (de) * 1959-01-17 1961-06-29 Bbc Brown Boveri & Cie Vorrichtung zum Verschweissen oder Verloeten der Laengsnaht von Rohren im Durchlaufverfahren mittels eines Hochfrequenz-Induktors

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CH125083A (fr) * 1925-12-29 1928-04-16 Marcel Fourment Nouvel appareil pour le travail à chaud de pièces métalliques.
CH150052A (fr) * 1931-04-06 1931-10-15 Bornand Emilien Installation pour le soudage électrique de métaux.

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