DE917202C

DE917202C - Holding device for work pieces to be inductively heated

Info

Publication number: DE917202C
Application number: DED1692D
Authority: DE
Inventors: Hermann Kuhlbars; Dr-Ing Gerhard Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1944-06-11
Filing date: 1944-06-11
Publication date: 1954-08-26

Description

Haltevorrichtung für induktiv zu erhitzende Werkstücke Das induktive Erhitzen eignet sich seiner Art nach besonders für die Massenfertigung, da es sich infolge der erzielbaren Heizgeschwindigkeit leicht in den Fließprozeß der Fertigung einordnen läßt. Es entstehen aber hierbei gewisse Schwierigkeiten, die Werkstücke in geeigneter Form im Wirkbereich des Induktors festzuhalten. Wenn beispielsweise Ringe, Scheiben oder ähnliche zylindrische Körper behandelt werden sollen, ist bisher so verfahren worden, daß Werkstücke stirnseitig von irgendwelchen Haltevorrichtungen gefußt wurden. Um dies zu ermöglichen, müssen zentrierlöcher in den Werkstücken vorgesehen werden, bzw. es müssen besondere Einrichtungen an den Werkstücken vorgesehen werden, die dieser Zentrierung dienen; denn gerade bei der Massenfertigung kommt es besonders darauf an, daß jedes Werkstück zum Induktor genau die gleiche Lage einnimmt wie alle übrigen. Andererseits muß ,aber das Einspannen der Haltevorrichtung rasch vor sich gehen, wenn der Fließprozeß der Fertigung nicht unterbrochen werden soll. Die Schwierigkeiten werden noch erhöht durch die bisher vertretene Ansicht, daß es unter allen Umständen vermieden werden müsse, zwischen die Oberfläche des Werkstückes, auf die der Induktor einwirkt, und dem Induktor selbst irgendwelche metallische Teile zu bringen, da dadurch das Magnetfeld gestört und ein ungleichmäßiges Aufheizen erzielt wird.Holding device for workpieces to be heated inductively The inductive Heating is by its nature particularly suitable for mass production, since it is as a result of the heating rate that can be achieved easily in the production flow process can be classified. However, certain difficulties arise here, the workpieces to be held in a suitable form in the effective area of the inductor. For example, if Rings, discs or similar cylindrical bodies to be treated is so far been proceeded so that workpieces face from any holding devices were footed. To make this possible, centering holes must be in the workpieces are provided, or special facilities must be provided on the workpieces that serve this centering; because especially in mass production it is particularly important that each workpiece is exactly in the same position relative to the inductor occupies like all the rest. On the other hand must, but the clamping of the holding device proceed quickly if the flow of manufacturing is not interrupted target. The difficulties are aggravated by the previously held view, that it must be avoided under all circumstances, between the surface of the Workpiece on which the inductor acts, and the inductor itself any Bring metallic parts, as this disrupts the magnetic field and creates an uneven Heating is achieved.

Bei der Haltevorrichtung gemäß der Erfindung wird mit diesem Grundsatz gebrochen. Es wird vorgeschlagen, für induktiv zu erhitzende Werkstücke, insbesondere für Ringe, Scheiben oder ähnliche zylindrische Körper, die Haltevorrichtung als geschlitzte, das Werkstück während des Erhitzens umschließende, federnde Blechhülse auszubilden. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine solche Blechhülse den Heizvorgang .nicht stört. Allerdings muß dafür gesorgt werden, daß die Schlitzstelle der Hülse isoliert bleibt, sei es durch einen hinreichend breiten Luftspalt, sei es durch Zwischendrücken eines Isolationswerkstoffes. Die Hülse muß nicht nur deshalb, weil sie federn soll, verhältnismäßig dünn sein, sondern jauch aus elektrischen Gründen. Im allgemeinen können Bleche von o,5 bis 3 mm Stärke verwendet werden, und zwar für alle Frequenzen bis etwa 2o ooo Hz. Allerdings besteht eine gewisse Freqwenzabhängigkeit in dem Sinne, daß für jede Frequenz bei .einer zu großen Stärke des Bleches eine gewisse Erwärmung auch der Hülse reintritt. Auf Grund .eines einfachen Versuches läßt sich ohne weiteres feststellen, ob die in Aussicht genommene Blechstärke im erwähnten Sinne der Frequenz angepaßt ist.In the holding device according to the invention, this principle is used Broken. It is proposed for workpieces to be heated inductively, in particular for rings, discs or similar cylindrical bodies, the holding device as slotted, resilient sheet metal sleeve that encloses the workpiece during heating to train. Surprisingly, it has been shown that such a sheet metal sleeve Heating process does not interfere. However, it must be ensured that the slot of the sleeve remains isolated, be it by a sufficiently wide one Air gap, be it by pressing an insulation material in between. The case must not only because it is supposed to be feathery, relatively thin, but yeah for electrical reasons. In general, sheets 0.5 to 3 mm thick can be used for all frequencies up to about 20,000 Hz. However, there is one certain frequency dependency in the sense that for each frequency, one too large Thickness of the sheet a certain warming also occurs in the sleeve. Because of a A simple experiment can easily determine whether the intended Sheet thickness is adapted to the frequency in the sense mentioned.

Die Hülse wird .außerhalb des Wirkbereiches des Induktors ,gehalten. Die Werkstücke werden in die Hülse eingebracht und nach beendetem Aufheizen gegen die Federwirkung wieder herausgeschoben. Es ist aber auch ,möglich, die außerhalb des Induktors befestigte Hülse mit Spannansätzen zu versehen, die außerhalb des Wirkbereiches des Induktors liegen. Diese Spannansätze sind gegeneinander zu isolieren. Sie dienen der Aufnahme von Schrauben, Klammern od..dgl., die die Hülse bei eingeführtem Werkstück in Spannstellung bringen, um es in der Erhitzungszone festzuhalten. Nach beendetem Aufheizen wird die Klemmvorrichtung gelöst, und das Werkstück fällt aus .der Haltevorrichtung heraus. Um das Einführen der Werkstücke in die Haltevorrichtung zu ,erleichtern, kann es zweckmäßig sein, die innere lichte Weite konisch zu gestalten. In den Abbildungen sind zwei Ausbildungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.The sleeve is held outside the effective area of the inductor. The workpieces are placed in the sleeve and, when the heating is complete, against the spring action pushed out again. But it is also possible, the outside of the inductor attached sleeve to be provided with clamping lugs that are outside the The effective range of the inductor. These clamping attachments are to be isolated from each other. They are used to accommodate screws, brackets or the like. That the sleeve when inserted Bring the workpiece into the clamping position to hold it in the heating zone. To When the heating is complete, the clamping device is released and the workpiece fails .from the holding device. To insert the workpieces into the holding device To make it easier, it can be useful to make the inner clear width conical. In the figures, two embodiments of the invention are shown, for example.

In Abb. i ist ein spulenförmiger Induktor i im Schnitt gezeigt, in den eine federnde Blechhülse 2 eingesetzt ist. Diese kann aus Kupfer, Messing oder auch aus Eisenblech hergestellt sein. Die Hülse ist außerhalb des Wirkbereiches der Spule i aufgehängt oder abgestützt. Die hierzu benötigten Einrichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Das Werkstück ¢ wird von oben her in die Hülse 2 eingesetzt und klemmt sich dort infolge der Federwirkung der bei 3 geschlitzten Hülse fest. Die Ränder des Schlitzes 3 dürfen sich :nacht berühren. Es genügt ein Luftspalt hinreichender Breite. Es kann aber auch :noch eine Schicht ;aus Is,olationswerkstoff vorgesehen werden, um unter allen Umständen Beine elektrische Berührung zu verhindern. Die Hülse stört den Heizvorgang nicht, nachdem das Werkstück gegen die Federwirkung der Hülse herausgestoßen wird. Es kann zweckmäßig sein, die Hülse so ;auszubilden, daß die innere lichte Weite konisch ist, so daß die Werkstücke selbsttätig in der Wirkstellung gegenüber dem Induktor i festgehalten werden, wenn sie von objen in die Hülse eingelegt werden oder hineinfallen.In Fig. I a coil-shaped inductor i is shown in section, in a resilient sheet metal sleeve 2 is used. This can be made of copper, brass or also be made of sheet iron. The sleeve is outside the effective range the coil i suspended or supported. The facilities required for this are not shown in the drawing. The workpiece ¢ is inserted into the sleeve from above 2 used and stuck there due to the spring action of the slotted at 3 Sleeve firmly. The edges of the slot 3 may touch each other. It is enough Air gap of sufficient width. But it can also: another layer; made of insulating material Be provided to prevent electrical contact with the legs under all circumstances. The sleeve does not interfere with the heating process after the workpiece against the spring action the sleeve is pushed out. It can be useful to design the sleeve so that the inner clear width is conical, so that the workpieces automatically in the Active position with respect to the inductor i can be held when they are from objen in the sleeve are inserted or fall into it.

In Abb. 2 ist in Aufsicht eine Hülse gemäß der Erfindung dargestellt, die mit Spannansätzen versehen ist. Diese Spannansätze liegen .außerhalb des Wirkbereiches des Induktors. Die Hülse 2, die das Werkstück umfaßt, hat bei 3 den Trennschlitz, der sich über die axiale Länge erstreckt. Am oberen und gegebenenfalls am unteren Ende der Hülse sind die Spannansätze 5 vorgesehen, :die sich auf eine Isolationsschicht 5' auflegten. Zwischen den Spannansätzen 5 befindet sich eine Feder 6, die die Hülse öffnet. Damit nicht über die Feder 6 der Schlitz elektrisch überbrückt wird, stützt sich die Feder auf isolierende Nocken 7' und 7" ab. Es sind ferner auf der Gegenseite der Spannansätze isolierende Nokken 8' und 8" vorgesehen, an denen in Richtung der Pfeile 9' und 9" eine Klemmvorrichtung angreift, um die Hülse gegen die Federwirkung zusammenzudrücken. An Stelle einer solchen Klemmeinrichtung kann beispielsweise auch eine Verschraubung treten oder eine sonstige geeignete Vorrichtung.- Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, daß, der isolierte Schlitz der Hülse sich an der Klemmstelle befindet. Er könnte beispielsweise auch bei i o angeordnet sein, wobei .aber dann die :elektrische Trennstelle mechanisch durch ein geeignetes isolierendes Werkstück überbrückt sein müßte.In Fig. 2, a sleeve according to the invention is shown in plan view, which is provided with clamping lugs. These clamping attachments are outside the effective range of the inductor. The sleeve 2, which comprises the workpiece, has the separating slot at 3, which extends over the axial length. At the top and, if necessary, at the bottom At the end of the sleeve the clamping lugs 5 are provided, which are based on an insulation layer 5 'hung up. Between the clamping lugs 5 there is a spring 6, which the sleeve opens. So that the slot is not electrically bridged by the spring 6, supports the spring on insulating cams 7 'and 7 "from. There are also on the opposite side of the clamping lugs insulating cams 8 'and 8 "provided on which in the direction of the Arrows 9 'and 9 "engages a clamping device to the sleeve against the spring action to squeeze. Instead of such a clamping device, for example a screw connection or some other suitable device.- It is also not absolutely necessary that the insulated slot of the sleeve is attached the terminal point. For example, it could also be arranged at i o, where .aber then the: electrical separation point mechanically through a suitable insulating one Workpiece would have to be bridged.

Auch eine Hülse nach Abb. 2 kann konisch ausgebildet sein, um das Einführen und Instellungbringen der Werkstücke zu erleichtern.A sleeve according to Fig. 2 can also be conical in order to accommodate the To facilitate the introduction and positioning of the workpieces.

Mittels Vorrichtungen der gekennzeichneten Art ist es möglich, in der Massenfertigung große Werkstückmengen durchzusetzen, da das Spannen und Freigeben der Werkstücke jeweils nur Sekunden oder noch geringere Zeiten beansprucht. Trotz der Anordnung der Hülse im unmittelbaren Wirkbereich des Induktors treten Beeinträchtigungen der Heizwirkung nicht ein, obwohl zunächst eine Schirmwirkung und eine ungleichmäßige Verteilung der Wärme befürchtet werden mußte.By means of devices of the type indicated, it is possible in to enforce large quantities of workpieces in mass production, as clamping and releasing of the workpieces only takes seconds or even shorter times. Despite the arrangement of the sleeve in the immediate effective area of the inductor is impaired the heating effect, although initially a shielding effect and an uneven one Distribution of heat had to be feared.

Besonders vorteilhaft ist die Erkenntnis, daß die Hülse unter .anderem .auch aus billigem Eisenblech hergestellt werden kann. Allerdings ist es vom elektrischen Standpunkt aus gesehen zweckmäßiger, Werkstoffe geringerer P#zrmeabilität, wie beispielsweise unmagnetischen Stahl; Messing, Kupfer, Nickel, Bronze, Tombak @od. dgl., zu verwenden.It is particularly advantageous to know that the sleeve, among other things . Can also be made from cheap sheet iron. However, it is from the electric From a point of view more expedient, materials of lower P # zrmeability, such as non-magnetic steel; Brass, copper, nickel, bronze, tombak @od. Like. To use.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Holding device for workpieces to be inductively heated, in particular for rings, disks or similar cylindrical bodies, characterized by a slotted, resilient sheet metal sleeve surrounding the workpiece during heating.

2. Apparatus according to claim i, characterized by against each other isolated clamping lugs outside the effective range of the inductor, especially the Induction coil on which screws, brackets or the like attack.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sleeve is not in the clamping position has a conical inner clear width.