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.Anordnung zum induktiven Erwärmen Zur Warmbehandlung von Körpern
aus Metall, z. B. zum Glühen oder Härten, ist es bekannt, diese Körper auf induktivem
Wege zu erwärmen. Um eine möglichst große spezifische Leistung auf das zu behandelnde
Werkstück zu übertragen, hat man dazu sogenannte Glühübertrager vorgesehen. Ein
solcher Glühübertrager enthält außer einer Primärwicklung einenMetallkörper, der
mitHilfe der in ihm auftretenden Wirbelströme das Feld von dem von ihm eingenommenen
Raum abschirmen und in die Umgebung des Glühgutes abdrängen kann. Er macht dadurch
die Kopplung zwischen Primärwicklung und Glühgut fester. Gleichzeitig wirkt er als
Transformator, indem er es gestattet, einen primären Strombelag bestimmter Länge
auf einen Strombelag geringer Länge zu verdichten, der seinerseits auf das zu behandelnde
Werkstück induzierend einwirkt. Ein solcher Glühübertrager besteht beispielsweise
aus einem geschlitzten Hohlzylinder mit einer Primärwicklung und einer mit diesem
Zylinder verbundenen geschlitzten Scheibe aus Kupfer, in deren Öffnung sich das
zu behandelnde Gut befindet.
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In den Fig. t und 2 ist ein solcher Glühübertrager dargestellt. Die
Primärwicklung ist mit r bezeichnet. Der Sekundärteil des Glühübertragers besteht
aus dem geschlitzten Zylinder :2 und der geschlitzten Scheibe 3. In der inneren
Öffnung der Scheibe wird das Werkstück q., z. B. die Welle, eingebracht, von der
beispielsweise ein bestimmter Abschnitt, der nachher im Lager läuft, erhitzt und
hierauf abgeschreckt werden soll. Die Wirkungsweise des Glühübertragers beruht,
wie erwähnt; darauf, daß er die
magnetische Kopplung zwischen Primärwicklung
und Glühgut enger macht, indem er die Kraftlinien zwischen Primärwicklung und Glühgut
zum Glühgut hin zusammendrängt. Gleichzeitig wirkt er transformatorisch, indem er
den primären Strombelag auf einen Strombelag geringer Länge verdichtet. In dem Zylinder
2 wird nämlich durch transformatorische Wirkung ein Strom induziert, der längs des
Umfanges des Zylinders fließt und die sekundären Amperewindungen bildet, die gleich
sind dem Strom pro Längeneinheit mal der Länge des Zylinders. Dieser Strom tritt
auf der einen Seite des Schlitzes in die Scheibe über, fließt in dieser längs des
inneren Umfanges und tritt auf der anderen Seite des Schlitzes wieder in den Zylinder
ein. Da die Höhe der Scheibe klein im Verhältnis zur Länge des Zylinders ist, längs
der die Primärwicklung aufgebracht ist, ist der Stromblag am inneren Umfang der
Scheibe sehr groß. Der Verlauf des Stromes ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet.
Damit nun ein möglichst großer Strom in dem Teil des Glühübertragers erzielt wird,
der dem Werkstück gegenübersteht, wird erfindungsgemäß das Streugebiet zwischen
Primärwicklung und dem Sekundärteil des Übertragers, der im Ausführungsbeispiel
aus dem Hohlzylinder 2 besteht, in mehrere Streugebiete unterteilt. Es ist dann
jedes Streugebiet nur mit einem Teil der Primärwindungen gekoppelt, so daß eine
Streuungsverminderung eintritt.
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Um das Streugebiet zu unterteilen, kann man den Sekundärteil des Glühübertragers
mit radialen oder axialen Einschnitten versehen und in diesen die Primärwicklung
unterbringen. Ausführungsbeispiele hierfür zeigen die Fig. 3, 4 und 5. In Fig. 3
besteht der Glühübertrager wieder aus einer geschlitzten Scheibe 3 und einem geschlitzten
Hohlzylinder 12, der zwei radiale Ausnehmungen 13 und 14 hat. Die Primärwicklung
ist in diese Ausnehmungen eingebettet. Außerdem befindet sich noch je eine Lage
der Primärwicklung auf dem oberen und unteren Rand des Zylinders. Die Stärke bi
wird so gewählt, daß sie gleich ist der doppelten Eindringtiefe des Stromes. Dasselbe
gilt für die Breite b2. Fallen die oberen und unteren Windungen weg, so wird b2
gleich der Eindringtiefe der Ströme gemacht. Es entsteht bei der Anordnung nach
Fig. 3 zwischen jeder Lage der Primärwicklung und den angrenzenden Teilen des Zylinders
mit der halben Breite bi bzw. b2 je ein Streugebiet.
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In Fig. 4. ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
3 ist wieder die Scheibe, 22 der äußere geschlitzte Zylinder, der in axialer Richtung
mit Einschnitten versehen ist, in welche die Primärwicklung i eingebettet ist. Die
Breite a, wird wieder gleich der doppelten Eindringtiefe gewählt, ebenso die Breite
a2, wenn, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, Primärwicklungen auch am äußeren
und inneren Umfang des Zylinders vorhanden sind. Würde man die Primärwicklung nur
in die Einschnitte einbetten, so braucht die Breite a2 nur gleich der Eindringtiefe
gewählt zu werden. Auch hier bildet sich zwischen jeder Lage der Primärwicklung
und dem zugehörigen Teil des Zylinders ein besonderes Teilstreugebiet aus, so daß
auch hier eine streuungsvermindernde Wirkung auftritt. Die Folge davon ist, daß
die Kopplung zwischen Primärwicklungen und Sekundärteil enger wird, und damit steigt
der Strom, der auf das Glühgut einwirkt.
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Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Glühübertrager
besteht aus einem im (Querschnitt T-förinigen Teil 2o und zwei im Ouerschnitt L-förmigenTeilen
21, die so zusammengesetzt sind, daß zwei radiale Einschnitte 25 und 26 entstehen,
in welchen die Primärwicklung eingebettet ist. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind die
Teile geschlitzt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die axiale Ausdehnung
des Glühübertragers innen am Glühgut ebenso groß wie am äußeren Umfang, so daß es
leicht möglich ist, durch Fortsetzung des gleichen Aufbaues in axialer Richtung
beliebig große Längen des Glühgutes auszuheizen.
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Die Frequenz der Ströme, welche die Primärwicklung erregen, kann verschieden
sein; es können niederfrequente, mittel- oder hochfrequente Ströme angewendet "verden.
Die Durchführung der Warmbehandlung, z. B. der Härtung, erfolgt in der Weise, daß
durch Einschalten der Primärwicklung das Glühgut kurzzeitig auf die erforderliche
Temperatur erwärmt und hierauf abgeschreckt wird.