DE977245C

DE977245C - Device for inductive heating of metallic workpieces

Info

Publication number: DE977245C
Application number: DED14634A
Authority: DE
Inventors: Hermann Kuhlbars; Friedrich Scheffler; Gerhard Dr-Ing Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1952-09-14
Filing date: 1953-03-22
Publication date: 1965-07-29

Description

AUSGEGEBENAM 29. JULI 1965ISSUE JULY 29, 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum induktiven Erhitzen von metallischen Werkstücken, bei welcher zwei oder mehrere im Gegentakt arbeitende, zu einem Aggregat vereinigte Induktionsspulen vorgesehen sind, und mit welcher die Werkstücke durch den Wirkraum der Induktionsspulen hindurchgefördert werden können.The invention relates to a device for inductive heating of metallic workpieces, in which two or more induction coils working in push-pull and combined to form a unit are provided, and with which the workpieces through the active space of the induction coils can be conveyed through.

Es sind zwar schon Vorrichtungen dieser Art bekanntgeworden. So ist eine Anordnung in der Weise aufgebaut, daß eine oder mehrere Induktionsspulen unmittelbar neben dem Behälter einer Stangenpresse angeordnet sind, so daß immer ein zu verarbeitendes Werkstück in den Spulen schnell erhitzt werden kann, während das vorangegangene Werkstück gerade gepreßt wird. Dabei ragt aber das stangenförmige Werkstück ohne Träger frei durch die Induktionsspule hindurch.Devices of this type have already become known. Such is an arrangement in the Set up way that one or more induction coils immediately next to the container of a bar press are arranged so that there is always a workpiece to be processed in the coils quickly can be heated while the previous workpiece is being pressed. But it stands out the bar-shaped workpiece without a carrier freely through the induction coil.

Es sind ferner Vorrichtungen der gleichen Gattung bekanntgeworden, bei welchen zwar ein Träger durch die Induktionsspule hindurchragt, wobei aber zo keine Relativbewegung zwischen Träger und Spule vorgesehen ist. Andere bekanntgewordene Vorrichtungen gehen dahin, ein Förderband durch den Wirkraum eines Induktors hindurchlaufen zu lassen. Dieses Förderband läuft bei den bekannten Vorrichtungen parallel zum Induktionsleiter und ist aus diesem Grunde als nichtmetallisches Förderband ausgebildet. Schließlich sind noch Vorrichtungen bekanntgeworden, bei welchen zwar ein Stab frei tragend in den Wirkraum des Induktors hin-There are also devices of the same type become known in which, although a carrier protrudes through the induction coil, but there is no relative movement between the carrier and the coil is provided. Other devices that have become known are a conveyor belt through the To let the active space of an inductor run through. This conveyor belt runs on the known Devices parallel to the induction conductor and is for this reason as a non-metallic conveyor belt educated. Finally, devices have become known in which, although a rod unsupported into the active space of the inductor

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einragt; dieser Stab dient jedoch bei den bekannten Vorrichtungen nicht als Träger der Werkstücke, sondern dient lediglich dem Laden und Ausstoßen der Werkstücke in den Induktor bzw. aus dem Induktor heraus.enters; However, this rod does not serve as a support for the workpieces in the known devices, but only serves to load and eject the workpieces into the inductor or from the Inductor out.

Die Erfindung geht nun einen anderen Weg; sie betrifft eine Induktionseinrichtung zum Erhitzen von metallischen Werkstücken, die dadurch gekennzeichnet ist, daß bei Anordnungen, bei denen ein ίο Werkstück auf Träger, Stangen, Schienen, Rohre od. dgl. mit größerer Länge, als dem Wirkbereich des Induktors entspricht, aufgelegt wird und eine Relativbewegung zwischen Trägern und Induktor zum Ein- bzw. Ausbringen des Gutes in den bzw. aus dem Induktionswirkbereich stattfindet, mindestens zwei Induktionseinrichtungen in Abhängigkeit voneinander derart arbeiten, daß, vorzugsweise abgestellt auf den Takt einer nachgeordneten Warmverformungsmaschine, eine Werkstückgruppe ao erwärmt und die andere zur Entnahme bzw. zum Ersatz durch ein kaltes Werkstück bereit ist, für jeden Induktor ein Zeitrelais in solcher Schaltung vorgesehen ist, daß jedes Relais erst nach einer vom anderen Relais bestimmten Zeit und nach Auflage eines kalten Werkstückes einschaltet.The invention now takes a different approach; it relates to an induction device for heating of metallic workpieces, which is characterized in that in arrangements in which a ίο Workpiece on carriers, rods, rails, pipes or the like with a length greater than the effective area of the inductor corresponds, is placed and a relative movement between the carrier and inductor takes place for introducing or removing the goods into or out of the effective induction area, at least two induction devices work in dependence on each other in such a way that, preferably based on the cycle of a downstream hot forming machine, a workpiece group ao heated and the other is ready for removal or replacement with a cold workpiece for each inductor a timing relay is provided in such a circuit that each relay only after one switched on by the other relay and after a cold workpiece has been placed on it.

Auf Grund dieser Maßnahmen ist es ohne weiteres möglich, so zu arbeiten, daß, während das eine Werkstück aufgeheizt wird, das andere Werkstück abgenommen, durch ein kaltes ersetzt und das warme Werkstück abgeschmiedet wird. Die Aufheizzeit einerseits und die Zeiten, die notwendig sind, das erwärmte Werkstück abzunehmen, durch ein kaltes zu ersetzen und das erwärmte abzuschmieden, andererseits können aufeinander abgestellt werden, so daß sie praktisch einander gleich sind. Der Schmied ist infolgedessen in der Lage, ununterbrochen ein Werkstück nach dem anderen zu verarbeiten. Die Steuerung der Aufheizzeiten erfolgt durch ein oder mehrere Zeitrelais oder durch Thermoelemente, die, in Abhängigkeit von der Temperatur des Materials, die Schaltvorgänge auslösen. Es ist besonders zweckmäßig, die Auslösung der Zeitrelais durch den Arbeitstakt des Schmiedes selbst erfolgen zu lassen, weil dann Gewähr dafür gegeben ist, daß kein Werkstück überhitzt wird oder in Fällen von Störungen so lange unverarbeitet liegen bleibt, bis es sich unter die erforderliche Warmformgebungstemperatur abgekühlt hat.On the basis of these measures it is easily possible to work in such a way that while the one workpiece is heated up, the other workpiece is removed, replaced with a cold one and the warm workpiece is forged. The heating time on the one hand and the times that are necessary are to remove the heated workpiece, replace it with a cold one and forge the heated one, on the other hand, they can be set against one another so that they are practically the same as one another are. As a result, the blacksmith is able to continuously produce one workpiece at a time to process. The heating times are controlled by one or more time relays or by Thermocouples, which, depending on the temperature of the material, trigger the switching processes. It is particularly useful for the timing relay to be triggered by the work cycle of the blacksmith to be done yourself, because then there is a guarantee that no workpiece is overheated or, in the event of malfunctions, remains unprocessed until it falls below the required level Has cooled the hot forming temperature.

Um das zu erreichen, wird, wie oben bereits erwähnt, gemäß der Erfindung jedem Induktor ein Zeitrelais zugeordnet werden, welches das Vorschieben des Induktors in Heizstellung und die Zurückziehung des Induktors in die Außerbetrieb-Stellung nach einer bestimmten Zeit besorgt. Beide Relais sind in Abhängigkeit voneinander zu setzen, so daß das Relais der anderen Vorrichtung jeweils nur dann einschalten kann, wenn eine vom Relais der ersten Vorrichtung bestimmte Zeit abgelaufen ist. In Verbindung mit einer Einstellung der zugeführten Heizenergie läßt sich auf diese Weise eine Einregelung auf den Takt der Schmiedearbeit ermöglichen. Indes ist es denkbar, daß Störungen auftreten, die den Schmied schließlich so unter Zeitdruck setzen, daß er ein oder gar mehrere Werkstücke verwirft, um wieder in den Takt der Erwärmungsvorrichtung hineinzukommen. Um dies zu vermeiden, werden die Relais so geschaltet, daß sie sich erst dann einschalten können, wenn ein kaltes Werkstück auf die gerade in Außerbetrieb-Stellung befindliche Einrichtung aufgelegt wird. Dies geschieht in einfachster Weise dadurch, daß mit den Trägern ein Kontakt verbunden ist, der durch das Gewicht des aufgelegten Werkstückes betätigt wird. Durch die Schließung dieses Kontaktes wird noch kein Bewegungsspiel und noch keine Aufheizungszeit eingeleitet. Der Kontaktschluß hat lediglich zur Folge, daß nunmehr das Relais das Vorlaufen des Induktors in Wirkstellung schalten kann. Das Relais schaltet aber erst dann in Wirkstellung, wenn die vom zweiten Relais gesteuerte Zeit abgelaufen ist.In order to achieve this, as already mentioned above, according to the invention, one inductor is used Time relays are assigned, which the advancement of the inductor in heating position and the Withdrawal of the inductor to the inoperative position after a certain period of time. Both relays are to be set in relation to each other, so that the relay of the other device can only switch on when a time determined by the relay of the first device has elapsed is. In connection with an adjustment of the supplied heating energy can be on this Way to allow adjustment to the rhythm of the forging work. However, it is conceivable that Malfunctions occur that finally put the blacksmith under time pressure to such an extent that he has one or even several Workpieces are discarded in order to get back into the rhythm of the heating device. To this To avoid this, the relays are switched in such a way that they can only be switched on when a cold workpiece is placed on the device that is currently in the inoperative position. This is done in the simplest way in that a contact is connected to the carrier, the is actuated by the weight of the workpiece placed on it. By closing this contact no movement game and no heating-up time is initiated yet. The contact closure has The only consequence is that the relay now switches the inductor's advance into the active position can. The relay only switches into the active position when the one controlled by the second relay Time has expired.

Der Sinn dieser Schaltung und Anordnung ist deutlich. Wenn der Schmied infolge irgendwelcher Stockungen an seiner Schmiedemaschine aufgehalten wird, d. h. also der Arbeitstakt langer andauert, als dies für den Normalfall vorgesehen ist, geschieht an der Erwärmungsanlage nichts. Erst wenn der Schmied seine Störung behoben und das nächste Werkstück aufgelegt hat, schaltet das Relais sofort das Vorlaufen des Induktors und damit die Heizzeit ein. Wenn jedoch eine Störung nicht vorliegt, oder aus irgendeinem Grunde die Arbeiten des Schmiedes sogar schneller verlaufen sind, als dies für den Normalfall festgelegt ist, so kann er das Werkstück auflegen. Trotz der Schaltung des durch die Werkstückauflage betätigten Kontaktes geschieht in der Erwärmungsanlage nichts, ehe nicht vom Relais des anderen Induktors die Relaisschaltung möglich ist. Es ist auf diese Weise gesorgt, daß trotz einer gewissen Freiheit bezüglich des Zeitaufwandes für die Arbeiten des Schmiedes die Erwärmungseinrichtung und die Schmiedeeinrichtung stets in Tritt bleiben.The purpose of this circuit and arrangement is clear. If the smith as a result of any Stoppages on his forging machine are stopped, d. H. so the work cycle lasts longer, than is normally intended, nothing happens on the heating system. Only when the blacksmith has rectified his fault and placed the next workpiece, the relay switches immediately the advance of the inductor and thus the heating time. However, if there is no fault, or for some reason the smith's work went even faster than this is set for the normal case, he can put the workpiece on. Despite the circuit of the the workpiece support of the actuated contact, nothing happens in the heating system until not relay switching is possible from the relay of the other inductor. It is taken care of in this way that despite a certain freedom in terms of the time required for the work of the blacksmith the The heating device and the forging device always stay in step.

Es ist also möglich, mit Zeitrelais und entsprechender Schaltung einer oder mehrerer solcher Relais eine Abhängigkeit des Wechselspieles der Induktoren zu erzwingen, wobei der Ablauf so gestaltet wird, daß eine ununterbrochene im Takt der Schmiedemaschine erfolgende Bereitstellung von Material gewährleistet ist.It is therefore possible to use one or more such relays with time relays and appropriate switching to force a dependency of the interplay of the inductors, whereby the sequence is designed in such a way that an uninterrupted in the cycle of the forging machine taking place provision of Material is guaranteed.

In der Zeichnung sind zwei Fahrplanbeispiele für den Betrieb einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit zwei nebeneinander angeordneten Induktionseinrichtungen aufgezeichnet. Auf der Senkrechten sind die Zeiten abgetragen, auf der Waagerechten die einzelnen Funktionen hintereinander. In the drawing are two example timetable for the operation of a preferred embodiment of the invention recorded with two induction devices arranged next to one another. On the The times are plotted on the vertical, the individual functions one after the other on the horizontal.

example 1

Es ist angenommen, daß bei Beginn des gesamten Arbeitsspiels ein Werkstück auf die erste Induktionseinrichtung aufgelegt und die Vorrichtung eingeschaltet wird. Die Heizzeit beginnt. Das zugehörige Zeitrelais läuft an. Wie aus dem Fahrplan zu ersehen, dauert beispielsweise die Heizzeit Sekunden. Hiernach schaltet das zugehörigeIt is assumed that at the beginning of the entire work cycle, a workpiece is placed on the first induction device and the device is switched on. The heating time begins. The associated Timing relay starts up. As can be seen from the timetable, for example, the heating time lasts Seconds. Then the associated one switches

Zeitrelais die Leistung ab. Für Abnehmen des Materials sind 5 Sekunden zugrunde gelegt und für Wiederauflegen des kalten Materials ebenfalls 5 Sekunden. Während des Aufheizens der ersten Vorrichtung hat der Schmied die Zeit benutzt, um auch bei der zweiten Vorrichtung einen Knüppel aufzulegen, der jedoch noch nicht aufgeheizt wird. Mit dem Wiederauflegen eines neuen Knüppels bei der ersten Vorrichtung wird durch den Materialkontakt die Leistung der zweiten Aufheizvorrichtung eingeschaltet. Die Heizzeit bei der zweiten Einrichtung beginnt. Inzwischen hat der Schmied die von der ersten Vorrichtung entnommene erhitzte Stange in der Hand. Für den Weg von der Aufheizvorrichtung zur Verformungsmaschine benötigt er 5 Sekunden. Das anschließende Schmieden erfordert 25 Sekunden. Mit der abgeschmiedeten Stange kehrt er zur zweiten Aufheizeinrichtung zurück und benötigt für diesen Weg 5 Sekunden. Wenn er an-Time relay from the power. 5 seconds are required for removing the material and for Replace the cold material again for 5 seconds. While the first one is heating up The blacksmith used the time to pull a billet with the second device which is not yet heated up. With the relocation of a new stick at of the first device is the power of the second heating device through the material contact switched on. The heating time for the second device begins. Meanwhile, the blacksmith the heated rod removed from the first device in hand. For the way from the heating device it takes 5 seconds to go to the forming machine. The subsequent forging requires 25 seconds. With the forged rod he returns to the second heating device and takes 5 seconds for this path. When he-

ao kommt, ist bei der zweiten Einrichtung die Aufheizzeit gerade beendet. Er nimmt die aufgeheizte Stange ab und legt seine abgeschmiedete Stange wieder ein. Mit dem Auflegen der abgeschmiedeten Stange beginnt bei der ersten Einrichtung wieder die Aufheizzeit usf.ao comes, the heating time has just ended for the second device. He takes the heated one Rod off and put its forged rod back in. With the laying on of the forged Stange starts the heating time again when it is first set up.

Die Aufheizzeit wird also jeweils vom Zeitrelais bestimmt, während der Ablauf der Vorgänge durch den Schmied selbst erfolgt, und zwar durch das jeweilige Auflegen der Werkstücke.The heating-up time is determined by the timing relay while the processes are running the blacksmith himself takes place, namely by the respective placement of the workpieces.

Für den Fall, daß die Auf heizzeit, verglichen mit den für das Schmieden, die zurückzulegenden Wege und das Auflegen der Werkstücke erforderlichen Zeiten, verhältnismäßig lang ist, so kann verfahren werden nach Beispiel 2.In the event that the heating-up time, compared with that for forging, the distances to be covered and the placement of the workpieces required times, is relatively long, so can proceed are according to example 2.

r. · · 1r. · · 1

Example 2

Kaltes Material liegt zu Beginn des gesamten Vorganges auf beiden Vorrichtungen auf. Bei der ersten Vorrichtung wird mit dem Aufheizen begonnen. Das anlaufende Zeitrelais schaltet nach 40 Sekunden die Leistung für die zweite Vorrichtung ein und nach 50 Sekunden die Heizzeit der ersten aus. Hierauf erfolgt jetzt bei der ersten Vorrichtung wiederum das Abnehmen der heißen Stange, das Auflegen der neuen kalten Stange usw. wie im Beispiel 1. Durch das Auflegen der kalten Stange wird ermöglicht, daß das bereits laufende Zeitrelais der Vorrichtung zwei, nach Ablauf der Heizzeit der zweiten Vorrichtung die erste wiederum einschaltet. Wird jetzt durch irgendeinen Vorfall der normale Ablauf gestört, z. B. bei irgendeiner Vorrichtung kein Material aufgelegt, so ist für die Einschaltung der zugehörigen Vorrichtung die Schaltung vorbereitet, und die Auslösung der Schaltung beginnt erst durch Auflegen des Materials, indem durch den Auflagedruck durchgeschaltet wird. Daraufhin erfolgt wieder der normale Ablauf. Die gewählten Beispiele können wie ohne weiteres verständlich weitgehend abgewandelt werden, ohne daß dadurch vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen würde. Es ist mithin möglich, die Vorrichtung gemäß der Erfindung den unterschiedlichsten Bedingungen anzupassen.At the beginning of the entire process, cold material lies on both devices. In the The first device starts to heat up. The starting time relay switches after 40 seconds the power for the second device on and after 50 seconds the heating time of the first off. This is followed by the removal of the hot rod from the first device Placing the new cold bar etc. as in example 1. By placing the cold bar is made possible that the already running time relay of the device two, after the heating time of the second device turns the first on again. Is now due to some incident the normal process is disturbed, e.g. B. no material placed on any device, it is for the Activation of the associated device prepares the circuit, and the triggering of the circuit begins only when the material is placed on it, by switching through the contact pressure will. The normal process then resumes. The selected examples can be used without further ado understandably can be largely modified without thereby departing from the basic idea of the invention would deviate. It is therefore possible to use the device according to the invention in a wide variety of ways To adapt conditions.

Claims

65 PATENT CLAIMS:

i. Induction device for heating metallic workpieces, characterized in that, in arrangements in which the workpiece is placed on supports, rods, rails, pipes or the like with a length greater than the effective range of the inductor, and a relative movement between supports and Inductor for bringing in and out of the induction area takes place, at least two induction devices work depending on each other in such a way that, preferably based on the cycle of a downstream hot forming machine, heats one group of workpieces and the other for removal or replacement a cold workpiece is ready, a timing relay being provided for each inductor in such a circuit that each relay switches on only after a time determined by the other relay and after a cold workpiece has been placed on it.

2. Device according to claim 1, characterized by a connected to the carriers, Contact actuated by the weight of the workpiece placed on it, which switches the relay prepared.

Considered publications:

German patent specifications No. 111 197, 520736, 613570;

Italian Patent No. 388468; U.S. Patent No. 2093061;

Curtis, "High Frequency Induction Heating," 1950, pp. 130 and 131, 201, 250, 252, 315 to 317, Figs. 3 to 8, 6 to 19 and 4 to 36.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings