-
Induktor für Netzfrequenz Bei induktiven Glühvorrichtungen, wie isie
insbesondere zum Härten und Anlassen von Werkstücken benutzt werden, tritt bei Verwendung
niederer Frequenzen als Speisestrom, insbesondere bei der Verwendung von Netzfrequenz,
eine große Schwierigkeit auf wegen des mangelnden Feldrückschlusses und der außerordentlich
großen mechanischen Kräfte. Der mangelnde Feldrückschluß führt zu einem schlechten
Wirkungsgrad, weshalb man in der Praxis bisher von der Verwendung des Netzstroms
ohne Frequenzumformung Abstand genommen hat. Man hat vielmehr zwischen Netz und
Glühvorrichtung einen Frequenzumformer geschaltet und die Frequenz auf etwa rooo
Hz erhöht. In Spezialfällen ging man auch noch höher mit der Frequenz, wobei allerdings
in erster Linie die gewünschte geringe Eindringtiefe ausschlaggebend war.
-
Die Hauptschwierigkeit bei der Verwendung von Netzfrequenz besteht
darin, die Induktorspule genügend steif zu machen und sie gegenüber dem Glühgut
abzustützen. Bei der Verwendung hoher Frequenzen, beispielsweise iooo Hz, ergeben
sich in dieser Richtung keine unangenehmen Erscheinungen. Man kann sie auf jeden
Fall mit einfachen Mitteln beherrschen.
-
Um trotz dieser Schwierigkeiten die Netzfrequenz ohne Frequenzumformung
verwenden zu können, soll gemäß der Erfindung die Induktorspule einbetoniert werden.
Die Verwendung von Beton ist ohne weiteres zulässig, da die bei der niederen Frequenz
auftretenden Windungsspannungen
niedrig sind und ein Kürzschluß
einzelner Windungen der Induktorspule nicht zu befürchten ist. Durch diese Maßnahme
würde man zunächst nur die Festigkeit der Induktorspule erhöhen. Um gleichzeitig
auch den -bei der niederen Frequenz notwendigen guten Feldrückschluß zu erzielen,
soll weiterhin gemäß der Erfindung der Beton außerhalb des Streufeldes mit Eisenpartikeln
versetzt werden. Die Größe dieser Eisenteilchen kann beliebig gewählt werden. Zweckmäßig
ist es, einen Durchmesser von etwa 5 ,u zu benutzen. Außerdem kann es zweckmäßig
sein, die Eisenteilchen zu isolieren, beispielsweise mit Wasserglas oder Kunststoff,
um .einen Stromschluß über die beigemischten Eisenteilchen zu verhindern. Selbstverständlich
kann man an Stelle Tier Eisenteilchen auch Bleche oder Drähte verwenden. Dabei ist
jedoch auf die Richtung des Feldes Rücksicht zu nehmen.
-
Die Herstellung des mit Eisenpulver versetzten Betons kann in der
Weise geschehen, daß man statt des üblichen Sandes feines Eisenpulver mit einer
isolierenden Haut, etwa von Wasserglas, zum Anrühren der Mischung mit Zement nimmt.
-
Das Mischungsverhältnis zwischen Zement und Eisenpulver ist volumenmäßig
etwa mit i : i zu wählen. Das richtige Mischungsverhältnis läßt sich je nach der
gewünschten Permeabilität und Festigkeit durch einfache Versuche leicht feststellen.
Vorteilhaft ist dabei, däß man nicht zu hoch mit dem Eisengehalt gehen muß, da bereits
eine Permeabilität von etwa 3 bis 4,u günstige Ergebnisse bringt, während eine Steigerung
auf unendlich hohe Permeabilität keine wesentlich günstigeren Ergebnisse bringen
würde.
-
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands
dargestellt. Der in Fig. i wiedergegebene Induktor umschließt das Glühgut i. Er
besteht aus den Spulenwindungen 2, die als Vierkantrohr ausgebildet sind, um sie
mit Wasser kühlen zu können. Zur Verbesserung des Feldes ist die Spule :2 von einem
Betonmantel 3, 4, 5 umgeben. Außerhalb des Streufeldes, .d. h. außerhalb des Bereichs
des Mantels 3, ist dem Zement isoliertes Eisenpulver beigemischt. Um den Induktor
gegenüber mechanischer Beanspruchung unempfindlich zu machen, ist der äußere Mantel
eisenfrei gehalten. Der Induktor ist allseitig geschlossen und besitzt lediglich
nach oben eine Öffnung, um das Glühgut i einführen zu können.
-
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Verwendung von Blech
im Beton. Radiale Blechkörper sind bekanntlich sehr schwer herzustellen. Mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren wird die Herstellung jedoch wesentlich vereinfacht.
Die um das Werkstück i verlaufende Spüle 2 ist auch hier wiederum in Beton eingebettet,
wobei in unmittelbarer Nähe der Spule eine eisenfreie Schicht 3 angebracht ist und
lediglich in dem anderen Teil Ra:diälbleche 6 zur Unterstützung des Felles vorgesehen
sind. Diese Radialbleche können sich im inneren Teil ohne Papier- oder Lackisolation
berühren. Es isst aber zweckmäßig, ein oder mehrere Aussparungen 7 vorzusehen, um
einen völligen Kurzschlußring zu vermeiden: Man kann neben den Eisenblechen auch
noch Eisenpulver im Beton unterbringen.
-
Die Erfindung läßt sich auch mit Vorteil bei höheren Frequenzen verwenden.
Gerade hier spielt die bereits erwähnte Erhöhung der Permeabilität über einen bestimmten
Wert hinaus keine entscheidende Rolle mehr. Der Aufwand eines teuren Blechpakets
ist daher wirtschaftlich nicht gerechtfertigt, da die geringe Feldverbesserung einfach
und billig durch den erfindungsgemäßen Massekernbeton erreicht werden kann. Überdies
weist dieser Beton gegenüber hochbelasteten Eisenpaketen eine erheblich größere
Betriebssicherheit auf.
-
Fig.3 läßt einen solchen mit Massekern ausgestatteten Eisenkern für
die Linienhärtung ebener Flächen erkennen. Der Heizleiter 2 ist mit hart angelöteten
Haken ß versehen, um ihn im Beton fest verankern zu können. Außerdem sind einige
kupferne Querrippen vorgesehen, die ihrerseits wiederum mit Haken g zur Befestigung
des eisenpulverhaltigen Betons b .dienen. Zur Abschreckung ist eine Abschreckbrause
io vorgesehen, die in einer Aussparung des Heizleiters 2 besteht. Der ganze Induktor
kann mit Hilfe von eingebetteten Steinschrauben i i aufgehängt oder in anderer Weise
abgestützt werden.