Bei Induktionsöfen, insbesondere kernlosen Metallschmelzöfen für niederfrequente Wechselströme,
ist es bekannt, die aus z. B. Kupfer hergestellte und mit einem Kühlkanal versehene, vorzugsweise
einlagig gewickelte Spule in isolierende Tränkoder Kittmassen einzubetten. Hierbei hat man die
einzelnen Windungen der Spule gegeneinander mit getränkter Glasseide od. dgl. isoliert und die ganze
Spule anschließend mit dem Isolationsmittel umwickelt, um einen möglichst festen und geschlossenen
Körper zu erhalten, der gegen räumliche Veränderungen auf Grund elektrischer oder thermischer
Kräfte geschützt ist. Da die auf die Spule im Sinne einer Auflockerung der Windungen in axialer
Richtung wirkenden mechanischen, elektrischen und thermischen Kräfte erheblich sind, hat sich diese
Maßnahme in vielen Fällen als nicht ausreichend erwiesen. Man ist aus diesen Gründen dazu übergegangen,
die Spule in axialer Richtung starr einzuspannen, derart, daß eine Auflockerung der Spule
sowie eine Verlagerung der einzelnen gegeneinander isolierten Windungen völlig ausgeschlossen
ist. So ist es gemäß einem sehr alten Vorschlag beispielsweise bekannt, die Ofenspule an verschiedenen
Stellen ihres Umfangs durch Holzglieder mit Endplatten aus unmagnetischem Metall in axialer
Richtung einzuspannen, wobei die obere Endplatte das Widerlager für die oberste Spulenwindung und
die untere Endplatte das Widerlager für Spannschrauben bildet, mittels welcher die Spule von
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unten her unter Zwischenschaltung hölzerner Abstandsstücke angezogen werden kann. Im Sinne
dieses gleichen Prinzips ist es gemäß einer anderen Bauart ferner bekannt, jeweils zwei den oberen
und unteren Spulenrand umgreifende, miteinander durch Querstücke verbundene Klemmenpaare, von
denen die sich jeweils in axialer Richtung gegenüberliegenden Klemmen durch Führungselemente
gekuppelt sind, durch zwischen diesen angeordnete ίο und beiderseits an den Querstücken angreifende
Spindel-Spannelemente in axialer Richtung zu verspannen, wobei sämtliche zu dieser Spannvorrichtung
gehörenden Teile aus unmagnetischem Werkstoff bestehen.
Auch diese auf eine praktisch starre axiale Einspannung des Spulenkörpers abzielenden Vorschläge
haben im Hinblick auf die außerordentlich großen Kräfte, die die Windungen der Spule in
axialer Richtung zu bewegen suchen, nicht befriedigt, zumal es auf diesem Wege nicht möglich ist,
eine Lockerung der Windungen bei im Sinne einer axialen Verkürzung der Spule wirkenden Kräften
zu verhindern.
Bei kernlosen Induktions-Schmelzöfen für Hochfrequenz hat man bereits vorgeschlagen, die am unteren
Ende auf dem gemauerten Boden abgestützte Spule von oben durch den oberen Spulenrand übergreifende
Druckfinger fest auf ihren Sitz zu pressen, die in dem radialen Bereich zwischen den die Spule
außen umgebenden Blechpaketen und einem äußeren Gehäuse mittels in axialer Richtung verstellbarer
Schraubenspindeln gelagert und hierbei auf der der Anzugsrichtung gegenüberliegenden Seite
unter Zwischenschaltung von Schraubenfedern gegen den Spindelkopf abgestützt sind. Bei einem
anderen gleichfalls vorbekannten Mittelfrequenz-Tiegelofen wird die Spule dadurch auf dem Ofenboden
festgehalten, daß die der Spule am oberen und unteren Ende benachbarten Ofenteile durch
den Boden durchsetzende Zugstangen zusammengepreßt werden. Um hierbei in kleineren Grenzen
Längenänderungen, d. h. ein »Arbeiten«, der Spule zu ermöglichen, ist für jede Zugstange unterhalb
des Ofenbodens, d. h. dort, wo keine Erwärmung mehr stattfinden kann, eine Feder eingebaut. Bei
diesen bekannten Bauarten ist die federnde Nachgiebigkeit gegenüber Längenänderungen der Spule
nur in engen Grenzen möglich und vielfach, so insbesondere bei Netzfrequenzspulen, nicht ausreichend,
um in beiden Richtungen, d. h. sowohl bei einer Längenausdehnung als auch bei einer Verkürzung
des Spulenkörpers, den Zusammenhalt der Spulenwindungen mit annähernd gleichmäßigem
Andruck zu gewährleisten.
Die Erfindung betrifft einen kernlosen Induktions-Schmelzofen für niederfrequente Wechselströme
solcher Bauart, bei welcher die Spule außenseitig an mehreren, etwa im gleichen Abstand voneinander
auf den Umfang verteilten Stellen in axialer Richtung unter Verwendung von mit Schraubenspindeln gespannt gehaltener Schraubendruckfedern
derart federnd zusammengehalten und hierdurch gleichzeitig am Ofen verankert ist, daß
Längenänderungen der Spule während des Betriebes möglich sind, kennzeichnet sich den bekannten
Bauarten gegenüber jedoch dadurch, daß die Spule im Bereich der sie außenseitig umgebenden
Jocheisen mit dem oberen Rand gegen jeweils einen der radial nach innen vorspringenden Ansätze
der Jocheisen anliegt und mit dem unteren Rand auf je einem der mit dem Ende einer längsverschieblich
an den Jocheisen seitlich geführten und gegen eine Schraubendruckfeder hängend abgestützten
Spindel verbundenen Schuh abgestützt ist. Bei der Bauart gemäß der Erfindung bietet die
nachgiebige Abstützung des unteren Spulenrandes durch eine gegen eine Schraubendruckfeder hängend
abgestützte Spindel bei geeigneter Bemessung der Schraubendruckfeder nicht nur die Möglichkeit,
wesentlich größere Längenänderungen der Spule federnd ausgleichen zu können, sondern darüber
hinaus den ebenso wichtigen weiteren Vorteil, den federnden Andruck zwischen den Spulenwindungen
selbst bei den im Falle von Netzfrequenzöfen auftretenden sehr hohen Schwingungskräften in
beiden Schwingungsrichtungen annähernd gleich groß zu halten. Die konstruktiv sehr einfach gehaltenen
federnden Befestigungsmittel der Spule sind hierbei derart angeordnet, daß sie in nur unbedeutendem
Umfang einer Streufeldbeaufschlagung ausgesetzt sind und weder zu einer Vergrößerung der
Bauhöhe noch erst recht zu einer Durchmesservergrößerung der Ofenkonstruktion führen.
Insbesondere gegenüber dem vorbekannten Mittelfrequenz-Tiegelofen mit federnder Einspannung
der Spule hat die nicht nur wirkungsvollere, sondern auch einfacher gestaltete Spannvorrichtung
gemäß der Erfindung den weiteren Vorteil, daß sich die von der Spule ausgehenden Schwingungskräfte nicht oder nicht unmittelbar auf die beson-
ders stoß- und bruchempfindlichen unteren Ofenteile übertragen können, sondern diese unter der
dämpfenden Wirkung der in beiden Richtungen freischwingenden Federn von den Jocheisen aufgenommen
werden. Schließlich ist die Spannvorrichtung gemäß der Erfindung jederzeit leicht ohne
zusätzliche Nebenarbeiten zugänglich, so daß sie sich während des Betriebes einfach kontrollieren
und gegebenenfalls nachstellen läßt.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt
Fig. ι einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ofen.
Innerhalb des aus Profilen und Blechen gebildeten Ofengestells 1 sind mittels der Verbindungslaschen
2 und 3 die magnetischen Jocheisen 4 gelagert. Diese Joche besitzen an ihrem oberen und
unteren Ende je einen nach dem Ofen hin radial vorspringenden Ansatz 5 und 6. An jeweils einer
Seite der Jocheisen sind Querbleche 7 und 8 befestigt, in welchen eine Spindel 9 lagert. Die Spindel
ist an ihrem unteren Ende mit einem Schuh 10 versehen, während der obere Teil der Spindel zur
Lagerung einer Schraubendruckfeder 11 dient, welche einerseits gegen das Querblech 7 und auf
der anderen Seite gegen eine auf das Ende der
Spindel aufgeschraubte Begrenzungsmutter 12 abgestützt
ist. In dem Ringraum zwischen dem Ofentiegel 14 und dem Jocheisen 4 ist die zylinderförmig
ausgebildete Induktionsspule 13 gelagert, welche durch die Schraubenfeder 11 über den Schuh 10
gegen den oberen Jochvorsprung 5 angedrückt wird. Der Ofentiegel 14 besteht aus einer feuerfesten
Stampfmasse, an welche sich die Wärmeisolation 15 und 16 anschließt.