DE969445C - Verfahren zur Herstellung eines durch Fluessigkeit gekuehlten Induktors - Google Patents

Description

Zum elektroinduktiven Erhitzen von metallischen Werkstücken benutzt man Induktoren in Form von Spulen oder sogenannten Heizleiterschleifen, die das Werkstück bzw. die zu erwärmende Stelle desselben umgeben. Dabei ist eine gute Anpassung der Induktoren an die Werkstücksform zwecks Erzielung einer engen Kopplung und damit einer wirksamen Erwärmung erforderlich. Es sind plattenförmige Induktoren mit einer oder mehreren öffnungen zur Aufnahme der zu behandelnden Werkstücke bekannt, die Schlitze besitzen, welche so angeordnet sind, daß durch die Verengung des leitenden Induktorquerschnittes an den verbleibenden Stegen ein dem zu erwärmenden Werkstück eng benachbarter Stromweg erzwungen und dadurch eine wirkungsvolle Erhitzung erreicht wird. Es sind weiter Induktoren in Form von Leiterschleifen bzw. Spulen bekannt, beispielsweise für das Innenheizen von Bohrungen, die ebenfalls Schlitze zur Verengung des leitenden.Querschnittes besitzen und bei denen an diesen Stellen in die dem Leiterzug folgende kürzeste Strecke zwischen den Speisepunkten Umleitungen mlit hohem Induktarrz- und/oder Widerstandswert eingebaut sind, welche

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die Schlitze überbrücken. Zum Zwecke der Kühlung ist es bekannt, die Heizleiter dieser Induktoren hohl auszubilden und ein Kühlmittel durch dieselben hindurchzuleiten.
Diese bekannten Induktorausf ührumgen haben den Nachteil, daß sie sich nur schlecht zur Erhitzung von Werkstücken mit komplizierten Formen eignen, da es sehr schwierig oder ganz unmöglich ist, die Spulen oder Leiterschleifen diesen Formen genau ίο anzupassen, insbesondere wenn die Heizleiter als kühlmitteldurchflossene Hohlleiter ausgebildet sind. Es ist daher zu diesem Zweck vorteilhaft, Induktoren aus Voll- oder Flachmaterial zu verwenden. Man kann dann die gewünschte Form zunächst mit einer Bandsäge od. dgl. aus einer Kupferplatte ausschneiden und mit einer Feile nachbearbeiten, bis die Induktorform so gestaltet ist, daß sie die geforderte Wärmeverteilung in dem Werkstück hervorzubringen in der Lage ist. Auf diese Weise wird eine genaue Maßhaltigkeit erzielt, die Voraussetzung für die einwandfreie und gleichmäßige Erhitzung des Werkstückes ist.

Um derartige Induktoren genügend zu kühlen, können wasserdurchflossene Rohre daran angebracht, z. B. angeschweißt oder angelötet werden. Schwierigkeiten ergeben sich dann, wenn derartige, aus Flachmaterial hergestellte Induktoren in bekannter Weise mit Schlitzen versehen werden, die beispielsweise von außen bis nahe an die zur Aufnähme des Werkstückes dienenden öffnungen reichen. Die erwähnten Schlitze dürfen naturgemäß durch die zur Kühlung vorgesehenen metallischen Rohre nicht kurzgeschlossen werden. Es ist deshalb üblich, Kühlrohre von einem Segment zum anderen über die Stege zu führen. Dadurch muß jedoch der Steg oft breiter ausgeführt werden, als aus elektrischen Gründen wünschenswert ist. Außerdem wird die Dicke des Induktors am Steg durch das aufgelötete Kühlrohr vergrößert und dadurch die Energiekonzentration am Werkstuck an der entsprechenden Stelle unerwünscht verkleinert.

Eine andere bekannte Anordnung kühlt jedes

Segment des Induktors durch ein besonderes Rohr.

Die einzelnen Rohre werden dann, um Kurzschlüsse zwischen den Segmenten zu vermeiden, durch Gummi oder Isolierstoffschläuche verbunden. Diese Lösung hat den Nachteil, daß eine relativ große Zahl von Gummischläuchen und Schlauchbindern verwendet werden muß, worunter die Betriebssicherheit des Induktors leidet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen und ein einfaches und billiges Verfahren zu schaffen, das die Herstellung eines flüssigkeitsgekühlten Induktors ermöglicht, mit dem auch Werkstücke mit komplizierten Querschnittsformen bei günstigstem Kopplungsabstand und unter hoher Energiekonzentra- · tion erhitzt werden können und der mit einer wirkungsvollen und störungsfrei arbeitenden Kühleinrichtung versehen ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird .der ein- oder mehrteilige Induktor aus einer massiven Platte gefertigt und es werden zur Kühlung des Induktors nüssigkeitsdurchflossene metallische Rohre derart 'gut wärmeleitend an 'der Platte angebracht, z. B. angelötet oder angeschweißt, daß sie die Schlitze an der dem Werkstück abgewendeten Seite in Form von Schleifen überbrücken.

Man kann nämlich auf diese Weise ein durchgehendes Rohr zur Kühlung verwenden, welches dem parallel geschalteten wirksamen Induktorteil bzw. dem Steg nur sehr wenig Strom entzieht und erhält dadurch einen betriebssicheren auch bei komplizierten Querschnittsformen des zu behandelnden Gutes einfach und mit solcher Genauigkeit herzustellenden Induktor, daß in dessen dem Werkstück unmittelbar gegenüberliegendem Teil die erwünschte hohe Energiekonzentration möglich ist.

Im allgemeinen wird man das Kühlrohr am Übergang zwischen zwei Segmenten zu einer Schleife oder einer ein- oder mehrwindigen Spule ausbilden, deren Lage relativ zur Induktorfläche beliebig gewählt werden kann und gegebenenfalls wird man diese Schleife noch mit einem Eisenkern geeigneter Ausbildung ausrüsten, um ihre Selbstinduktion weiter zu erhöhen.

Im folgenden ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Fig. ι zeigt einen Induktor für die gleichzeitige Erhitzung von zwei Werkstücken. Der Induktor ist aus Flachmaterial hergestellt. Die Öffnungen 1 dienen zur Aufnahme des Werkstückes. Die Stromzuführungen sind mit 2 bezeichnet. Die Schlitze 3 zwingen den Strom in den Stegen 4 möglichst nahe am Werkstück zu fließen. Der Übersichtlichkeit halber ist die Kühleinrichtung in der Fig. 1 fortgelassen.

Fig. 2 stellt einen Ausschnitt des Induktors nach der Fig. 1 dar. Mit 5 ist ein Kühlrohr bezeichnet, welches mit dem Induktor wärmeleitend verbunden ist. Die Verbindung mittels Schweißen oder Löten ist durch die Bezugszeichen 6 und 7 angedeutet. Die Zeichnung veranschaulicht eine von mehreren möglichen Ausbildungsformen eines Kühlrohres 5 an der Übergangsstelle zwischen zwei Induktorsegmenten 8 und 9.

Infolge der in Fig. 2 erkennbaren Schleifenform weist das Kühlrohr 5 eine erhöhte Induktivität auf, so daß sich der Strom zum allergrößten Teil auf den nahe am Werkstück gelegenen Steg 4 verteilt, während in dem Kühlrohr selbst nur ein unbedeutender Teilstrom fließt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung eines durch Flüssigkeit gekühlten Induktors zur Erwärmung beliebiger metallischer Gegenstände, vorzugsweise durch Hochfrequenz, mit Schlitzen zur Verengung seines leitenden Querschnittes, die einen dem zu erwärmenden Werkstück eng benachbarten Stromweg erzwingen und mit einer oder mehreren Umleitungen mit hohem Induktanz- und/oder Widerstandswert, welche die Schlitze überbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß der ein- oder mehrteilige Induktor aus

   einer massiven Platte gefertigt wird und daß zur Kühlung des Induktors flüssigkeitsdurchflossene metallische Rohre derart gut wärmeleitend an der Platte angebracht, z. B. angelötet oder angeschweißt werden, daß sie die Schlitze an der dem Werkstück abgewendeten Seite in Form von Schleifen überbrücken.
2. 2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch ι hergestellter Induktor, gekennzeichnet durch Körper aus f erromagnetischem Material, welche die die Schlitze in Schleifenform überbrückenden Kühlrohre ganz oder zum Teil umgeben.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 886943, 819305, 622618;

   USA.-Patentschriften Nr. 2456091, 2353130, 271 916, 2449325;

   Buch: »High-frequency Induction Heating«, Curtis, 1950^ S. 11 ο/111;

   Buch: »Heizinduktoren für das induktive Erhitzen«, Moskau 1947, S. 48, Verf.: E. A. Filippoff;

   Buch: »High-frequency Induction Heating«, Curtis, 1944, Seite 18;

   BBC-Mitteilungen 1951.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   @ 609 616/401 8. (809 524/16 5.5S)