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Verfahren und Einrichtung zum Wärmebehandeln von Granaten Bei Granaten
wird eine harte Spitze bei einem möglichst zähen Mantel verlangt. Der zähe Mantel
ist notwendig, um ein vorzeitiges Platzen der Granate insbesondere während des Abschusses
zu verhindern. Um derartige Granaten zu erhalten, könnte lediglich die Spitze gehärtet
werden. Die üblichen Werkstoffe besitzen jedoch nicht die hohe Festigkeit, welche
für den Mantel notwendig ist. Es wäre daher außer der hohen Härtung für die Spitze
auch eine leichte Härtung des Mantels notwendig. Um diese zweistufige Härtung zu
vermeiden, kann auch die gesamte Granate gehärtet und dann der Mantelteil, der eine
größere Zähigkeit aufweisen soll, angelassen werden. Gemäß der Erfindung soll dabei
das Anlassen des Mantels mit induziertem Wechselstrom von Netzfrequenz, d. h. 5o
Hz, erfolgen. Dadurch kann Zähigkeit des Mantels und gleichzeitig hohe Härte der
Spitze erzielt werden. Die Verwendung der Netzfrequenz zur Aufheizung des Mantels
hat den großen Vorteil, daß Frequenzumformer vermieden werden. Der gegenüber höheren
Frequenzen niedrigere Wirkungsgrad spielt bei den für das Anlassen erforderlichen
Temperaturen keine wesentliche Rolle. In der Zeichnung ist in Fig. r das Verhältnis
von Vorwiderstand zu Nutzwiderstand aufgezeichnet. Während die Vorwiderstände, die
durch den Transformator und den Induktorwiderstand bedingt sind, von der Temperatur
des Glühgufes unabhängig sind, verändert sich der Nutzwiderstand des Glühgutes mit
der Temperatur. Im kalten Zustand ist wegen der hohen Permeabilität der
Widerstand
groß. Mit steigender Temperatur verändert sich der Widerstand nach der mit k bezeichneten
Kurve. Während beim Härten der Widerstand des Glühgutes sich vom Punkt I bis auf
den Punkt II bewegt, tritt eine Veränderung des Widerstandes beim Anlassen nur von
Punkt I auf Punkt III ein. Das hängt damit zusammen, daß beim Härten die Temperatur
etwa 85o° C erreichen muß, während beim Anlassen Temperaturen von höchstens 65o°
C ausreichen. Die Änderung der Permeabilität ist in den unteren Temperaturspannen
geringer als in den oberen, so daß also trotz der großen Temperaturdifferenz, die
beim Anlassen zu überwinden ist, die Änderung des Nutzwiderstandes nur gering wird.
Dies bedeutet, daß beim Anlassen mit 5operiodigem Strom auch ein sehr guter Wirkungsgrad
erzielt wird.
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Die Verwendung des yoperiodigen Netzstromes für die Aufheizung beim
Anlässen hat weiterhin den Vorteil, daß sich sehr große magnetische Kräfte einstellen.
Daher kann bei geeigneter Ausbildung des Induktors erreicht werden, daß das Glühgut
durch die magnetischen Kräfte im Induktor festgehalten wird, und zwar so lange,
:bis entweder infolge der entsprechenden Steigerung der Glühtemperatur die magnetischen
Anziehungskräfte unter die der Schwerkraft sinken und das Glühgut abfällt oder bis
die Stromzufuhr zum Induktor abgeschaltet wird. Diese selbsttätige Festhaltung des
Glühgutes bedeutet, daß keine besonderen Halteeinrichtungen benötigt werden bzw.
daß die Halteeinrichtung schon während der Glühzeit für das Einführen einer neuen
Granate bereitsteht. Sobald die gekühlte Granate aus der Induktionsspule gefallen
ist, kann eine neue Granate eingeführt werden. Die Totzeiten werden dadurch wesentlich
geringer, und es ist möglich, die Hälfte der Glühstellen- einzusparen. Die bereits
erwähnte Verwendung von drei Glühstellen bei Drehstrom hat den Vorteil, das Netz
gleichmäßig zu belasten, wenn die Erhitzung der zu glühenden Granaten gleichzeitig
erfolgt.
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Da bei der Verwendung von 5operiodigem Strom für die Aufheizung des
Granatenmantels in der Spule selbst und zwischen Spule und Mantel höhere, und zwar
sehr beachtliche Kräfte auftreten als bei den bisher allgemein angewendeten höheren
Frequenzen (iooo Hz und mehr), ist es notwendig, die Spüle in geeigneter Weise zu
versteifen. Gemäß der Erfindung können zu diesem. Zweck die Spulenwindungen einbetoniert
und; um die Führung des Feldes zu verbessern, in den Beton isolierte Eisenpartikelchen
eingebracht werden. Dabei wird in den Teilen des Betons, in dem ein nur unwirksames
Streufeld entstehen kann, von der Beimischung von Eisenpartikelchen abgesehen. Außerdem
ist es zweckmäßig, um die Spule selbst ebenfalls einen eisenfreien Betonmantel zu
legen.
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Um den Feldverlauf innerhalb der Granate noch weiter, insbesondere
beim Erreichen höherer Temperaturen, günstig zu beeinflussen und eine genügende
Aufheizung zu erreichen, kann gemäß der Erfindung in die Bohrung der Granate ein
Eisenkörper eingebracht werden, der zweckmäßig wegen der einfacheren Herstellung
massiv und nicht lamelliert ausgeführt wird. Die sich dem lamellierten Körper gegenüber
ergebenden größeren Verluste können außer Betracht bleiben. Sie werden durch die
Einfachheit der Herstellung des Eisenkernes aufgehoben und vor allem auch durch
die Möglichkeit, einen massiven Eisenkern zu kühlen, was bei den immer auftretenden
Verlustwärmen von besonderer Bedeutung ist.
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In der Zeichnung ist in Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des Erfinidungsgegenstandes
dargestellt. Die mit 5operiodigem Wechselstrom gespeiste wassergekühlte Induktionsspule
i befindet sich in einem Betonmantel 2. Die in unmittelbarer Nähe der Induktionsspule
i befindlichen Teile 2' des Betonmantels bestehen aus reinem, magnetisch schlecht
leitendem Beton, während der Hauptteil 2 eine Beimischung "von feinverteiltem Eisen
mit einer Partikelgröße von etwa 5,u Durchmesser und einen Isolierüberzug aufweist.
Um den Kernteil :2 ist ein Mantel 2" angeordnet, der wiederum aus reinem Beton besteht,
um mechanische Beanspruchungen des ganzen Induktors aufzufangen. In den Induktor
i wird die Granate 3 zum Glühen eingeführt. Zu diesem Zweck ist ein Hebetisch 4
vorgesehen, der mit einer beliebigen Hebeeinrichtung, beispielsweise einem elektrohydraulischen
Hubgerät, in die gewünschte Lage gehoben wird.
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Um - bei allen Granaten eine gleichförmige Glühung bzw. ein gleichförmiges
Anlassen zu erreichen, ist ein Anschlag 5, vorgesehen. Dieser Anschlag befindet
sich an einem Eisenkern 6, der zur Verbesserung der Feldverhältnisse innerhalb der
Granate dient. Seine Aufgabe ist, bei steigender Temperatur für die Erhaltung eines
kräftigen Feldes zu sorgen. Dieser Kern 6 ist aus massivem Eisen hergestellt. In
ihm entsteht daher eine große Verlustwärme. Um diese abzuführen, ist ein Kühlrohr
7 in eine Bohrung 8 eingeführt. Das Kühlrohr reicht nahezu bis auf den Boden der
Bohrung 8, um auf diese Weise den besonders erhitzten Teil intensiv zu- kühlen.
Die durch das Rohr T zugeführte Flüssigkeit kann durch den Stutzen 9 ablaufen. Zur
Befestigung des Kernes 6 im Betonkörper 2 bzw. 2" sind Rippen io vorgesehen.
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Der Arbeitsgang ist folgender: Die Granate wird in den Aufsatz i i
auf dem Tisch 4 eingesetzt und der Tisch 4 angehoben. Nach dem Einschalten des Stromes
für die Spule i zieht diese die Granate fest an den Anschlag 5, während gleichzeitig
die Erwärmung eintritt. Sobald die Granate die für das Anlassen notwendige Temperatur
erreicht hat, fällt sie, da diese Temperatur im Bereich geringer Permeabilität liegt,
von selbst ab. Der Tisch 4 kann inzwischen entfernt und eine neue Granate eingesetzt
werden. Unterhalb des Induktors kann eine Kühlvorrichtung vorgesehen werden, in
welche die Granate hineinfällt. Zweckmäßig wird die Anlage dabei ausgebildet, wie
es in Fig. 3 veranschaulicht ist. Der Hebetisch 4 kann seitlich herausgetragen werden.
Fällt die Granate aus dem
Induktor i heraus, so gelangt sie in das
Rohr 12 und durch das Rohr 12 in ein beispielsweise mit Wasser gefülltes Becken
13. Das Rohr 12 ist vorgesehen, um das Zurückspritzen von Wasser beim Einfallen
der Granate zu verhindern. Im Becken 13 kann ein Förderband 14 angeordnet werden,
durch das die angelassene Granate heraustransportiert wird.
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Die Lagerung des Kernes io im Betonkörper des Induktors kann gemäß
der Erfindung auch drehbar erfolgen. Beim Einschalten des Induktorstromes wird dann
die Granate 3 mit dem Kern 6 um ihre Längsachse gedreht, so daß eine gleichmäßige
Glühung eintritt. Zur Erzielung der Drehbarkeit können die Rippen io des Kernes
6 im Betonkörper@2 auf Kugellager gelagert werden.
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Fig. 4 zeigt eine Ausführung mit drei Glühstellen 15, 16 und 17, die
sich auf dem als Wagen ausgebildeten Hubtisch 4, der eine seitliche Bewegung ausführen
kann, befinden. Die Automatisierung kann so weit getrieben werden, daß nach dem
-Einschalten des Induktorstromes der Hubtisch 4 selbsttätig auf die Seite
gefahren wird. Dann können neue Granaten eingesetzt werden, und die während dieses
Vorganges geglühten Granaten leiten beim Abfallen den Rücklauf des Tisches 4 ein.
Befindet sich der Tisch wieder in der richtigen Lage unterhalb des Induktors, so
kann die Hubeinrichtung durch eine entsprechende Kontaktauslösung betätigt und die
nächste Granate in die Glüheinrichtung eingeführt werden. Die Einrichtung arbeitet
weitgehend selbsttätig, die Bedienung besteht lediglich darin, daß die zu glühenden
Granaten auf den Tisch gesetzt und nach dem Glühen vom Förderband genommen werden.