DE975048C - Schutzvorrichtung an induktiven Heizeinrichtungen gegen Beruehrungsspannungen am Werkstueck - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung gegen unzulässige Berührungsspannungen an induktiven Heizeinrichtungen, bei denen die Werkstücke in die an Spannung liegende Induktionsspule von Hand eingeführt und wieder aus ihr herausgenommen bzw. durch diese hindurchgeschoben werden.

Wird bei solchen induktiven Erhitzungsanlagen die Spulenisolation durch mechanische oder thermische Einwirkung beschädigt, so können im Betrieb durch eine Berührung mit der spannungsführenden Spule unzulässige Spannungen am Werkstück auftreten.

Die allgemein bekannten Schutzmaßnahmen gegen Berührungsspannungen an elektrischen Geräten bestehen, abgesehen von der Isolierung des Bedienungspersonals durch Handschuhe und isolierten Boden, in der Anwendung von Kleinstspannungen, Schutzschaltung, Erdung oder Nullung. Kleinstspannungen können nur in Ausnahmefällen vorgesehen werden, da sie zusätzliche Transformatoiren erforderlich machen, die besonders bei größeren Leistungen die Anlagekosten erheblich verteuern und den Wirkungsgrad vielfach in nicht tragbarer Weise verschlechtern.

Eine Schutzschaltung kommt bei den induktiven Anlagen normalerweise ebenfalls nicht in Frage, wegen der Schwierigkeiten, innerhalb der isolierten .Spule eine metallische Auskleidung zum Anschluß der Hilfserde unter Zwischenschaltung des Schutzrelais anzubringen. Es ist bekannt, die Haltevorrichtungen für das Werkstück zum Schütze des

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Bedienungspersonals zu erden. Wird dagegen das Werkstück von Hand in die Spule eingeführt und ebenso gehalten, bleibt das Werkstück selbst ungeerdet. Damit ist die Bedienungsperson gefährdet. Als wichtigste und wirksame Schutzmaßnahme gegen Berührungsspannungen ist daher bei den Anlagen der vorbeschriebenen Art, bei denen das Werkstück von Hand eingeführt und während des Glühvorganges gehalten wird, eine technisch einwandfreie Erdung des Werkstückes anzusehen.

Als bekannte Ausführung einer solchen Erdungseinrichtung ist der Anschluß eines beweglichen Erdungskabels mit Hilfe einer Kontaktschelle am Werkstück zu erwähnen. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist das bei jedem neuen Werkstück erforderliche Anbringen und Abnehmen der Kontaktvorrichtung sowie die Behinderung der Bedienung vor der Arbeitsspule durch das bewegliche Erdungskabel. Es ist auch in der Technik der Induktionsschmelzofen bekannt, den feststehenden Tiegel durch eine leitende Verbindung zu erden. Hier liegen aber andere Betriebsverhältnisse vor, weil die dauernde elektrische Verbindung mit Erde bei dem feststehenden Tiegel keine Schwierigkeiten bereitet.

Die Nachteile der Kabelverbindung bei beweglichen Werkstücken werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Eingangsöffnung der Induktionsspule eine Kontakteinrichtung vorgeschaltet ist, durch die das Werkstück hindurchgeführt und zwangläufig geerdet wird. Eine derartige Vorrichtung hat des weiteren den Vorzug, daß sie so ausgebildet werden kann, daß sie außer zur Erdung auch zur Führung und Distanzierung des Werkstückes dient. Damit ist die Möglichkeit einer Berührung der Spuleninnenwand durch das Werkstück, besonders beim Einführen und Herausziehen, weitgehend ausgeschaltet.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung. Fig. ι zeigt eine an dem Gestell der Induktionsspule angebrachte Erdungsvorrichtung in Form einer federnden Kontaktschelle in der Ansicht,

Fig. 2 desgleichen im Querschnitt; Fig. 3 zeigt in Seitenansicht eine an die Heizeinrichtung angebaute Erdungsvorrichtung in der Ausführungsform als Auflagekonsole;

Fig. 4 zeigt im Längsschnitt eine Rollenführung der Erdungskonsole, und

Fig. 5 zeigt im Längsschnitt eine mit Gegengewicht arbeitende Andruckvorrichtung der Erdungskonsole.

Bei der Ausbildung des Erfindungsgegenstandes nach Fig. 1 und 2 wird an dem Gestell 1 der Induktionsspule la vor deren Öffnung eine zweiteilige Kontaktschelle 2 angebracht, die dem Querschnitt des Werkstückes 3 angepaßt ist und durch die das Werkstück in die Spule geschoben wird. Die Kontaktschelle 2 ist in einem metallenen Führungsrahmen 4 stromleitend befestigt, der zwischen der geerdeten metallenen Frontplatte 5 der Spule ι α und einer äußeren federnd montierten Gegenplatte 6 seitlich und in der Höhe zwischen gewissen Grenzlagen frei beweglich ist und daher mit den Bewegungen des Werkstückes in diesen Richtungen mitgeht. Die Führung ist dabei so ausgebildet, daß eine Berührung der Spuleninnenwand durch das Werkstück mit Sicherheit vermieden wird. Der Führungsrahmen 4 ist über den Schleifkontakt 7 mit der geerdeten Frontplatte S stromleitend verbunden, so daß das Werkstück in jeder Lage auf dem Weg über Kontaktschelle—Führungsrahmen —Schleifkontakt—Frontplatte geerdet ist. Eine unzulässige Berührungsspannung kann daher am Werkstück nicht auftreten.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsart der Erdungsvorrichtung veranschaulicht. Hierbei wird eine an der Heizeinrichtung 8 angeordnete, vor der Öffnung der Induktionsspule 1 a in vertikaler Richtung bewegliche Konsole9 pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch oder mittels Federkraft oder Gegengewicht gegen das in einer nicht dargestellten Führungseinrichtung gehaltene Werkstück 3 gedrückt. Zur besseren Kontaktgabe zwischen dem Werkstück 3 und der geerdeten Konsole 9 kann letztere eine besondere Auflage erhalten, beispielsweise eine Bürste 10 aus Kupfer oder ähnlichem, gut leitendem Werkstoff.

Wie Fig. 4 zeigt, ist die Konsole 9 an einem senkrechten Rohr 11 angeordnet, das bei der Aufundabbewegung in zwei übereinanderliegenden Rollensätzen 12 und 13 geführt wird.

Der für eine gute Kontaktgabe notwendige Anpreßdruck zwischen der Konsole 9 bzw. Bürste 10 einerseits und dem Werkstück 3 andererseits kann, wie bereits erwähnt, mittels Gegengewicht erzielt werden. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung zeigt Fig. 5. An der Fußplatte 14 des Rohres 11 ist das eine Ende eines Seiles 15 befestigt, das über eine Umlenkrolle 16 geführt ist und am anderen Ende das aus einzelnen, beispielsweise scheibenförmigen Teilen bestehende Gegengewicht iy trägt. Durch entsprechende Wahl der Anzahl der Gewichtsscheiben kann der Anpreßdruck in bekannter Weise variiert werden.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schutzvorrichtung gegen unzulässige Berührungsspannungen an Werkstücken, die bei einer induktiven Heizeinrichtung in die an Spannung liegende Induktionsspule von Hand eingeführt und wieder aus ihr herausgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsöffnung der Induktionsspule eine Kontakteinrichtung vorgeschaltet ist, durch die das Werkstück hindurchgeführt und zwangläufig geerdet wird.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung innerhalb gewisser Grenzlagen in einer iao zur Vorschubrichtung des Werkstückes vorzugsweise senkrechten Ebene frei beweglich ist, so daß die Kontakteinrichtung mit den Bewegungen des Werkstückes mitgeht.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktein-

richtung gleichzeitig zur Führung des Werkstückes dient.

4. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontakteinrichtung eine zwei- oder mehrteilige Kontaktschelle vorgesehen ist, durch die das Werkstück hindurchgeführt wird.

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Federn vorgesehen sind, die die Teile der Kontaktschelle gegen das Werkstück pressen.

6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung als Auflagekonsole ausgebildet ist.

7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagekonsole in vertikaler Richtung beweglich ist.

8. Schutzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch oder mittels Federkraft oder Gegengewicht betätigte Andruckvorrichtung vorgesehen ist, die die Auflagekonsole gegen das Werkstück preßt.

9. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Werkstück und Auflagekonsole auf dieser eine Bürste aus gut stromleitendem Material angebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 866824;

VDE-Vorschriften und Leitsätze 0141/1924, 0720/1933, 0115/1933, 0740/1933;

Buch von Curtis, »High-frequency Induktion Heating«, 2. Ausgabe, 1950, S. 291 bis 293 und bis 300;

USA.-Patentschriften Nr. 1 378 187, 2418056, 2457846.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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