-
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.