EP0065632A1 - Blank for induction melting - Google Patents

Blank for induction melting Download PDF

Info

Publication number
EP0065632A1
EP0065632A1 EP82102372A EP82102372A EP0065632A1 EP 0065632 A1 EP0065632 A1 EP 0065632A1 EP 82102372 A EP82102372 A EP 82102372A EP 82102372 A EP82102372 A EP 82102372A EP 0065632 A1 EP0065632 A1 EP 0065632A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
blank
inner diameter
approximately
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP82102372A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Horst Linn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0065632A1 publication Critical patent/EP0065632A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/22—Furnaces without an endless core
    • H05B6/24—Crucible furnaces

Definitions

  • the invention relates to blanks made of electrically conductive, fusible material for processing in a system with heating the blank in the electromagnetic field of an induction coil.
  • Induction casting systems are very often used, in particular when melting small amounts of metal alloy or pure metal. This is especially true in the dental, jewelry and industrial investment casting and related fields. So far, the material to be melted, i.e. the alloy or the pure metal, in the form of granules (pods), rods, blocks or blanks of different shape and different weight, is introduced into the crucible, whereby mostly only the geometry of the crucible is taken into account, i.e. the size of the solid material is to be chosen so that it can be easily accommodated in the crucible.
  • the alloy or the pure metal in the form of granules (pods), rods, blocks or blanks of different shape and different weight
  • the invention is based on the object of proposing a blank for heating in the electromagnetic field of an induction coil, the egg significantly improved compared to the previously known blanks Properties, ie melts particularly quickly and with a comparatively low energy supply, at the same time the processability is to be improved by making it easier and quicker to degas, the determination of the time of pouring is made easier and an exact dosage possible.
  • the penetration depth of the electromagnetic waves as a function of the frequency also plays a role, since a corresponding power can only be transferred to the blank if the penetration depth is sufficient.
  • the penetration depth is calculated using the following formula:
  • the rings can have a wide variety of shapes and dimensions. Experiments have shown, however, that particularly good results can be achieved if the outer diameter of the ring is approximately 1.1 to 10 times as large as its inner diameter and / or if the height of the ring is approximately equal to 0.8 to 3 times the inner diameter of the ring. In a preferred embodiment, the outside diameter is approximately 2.5 times the inside diameter and the height is approximately equal to the inside diameter of the ring.
  • the size of the inner diameter of the ring ie the bore in the ring, is selected so that the limit frequency occurring during operation is taken into account, ie the electromagnetic field can still penetrate the bore in the ring.
  • the cutoff frequency is to be understood as the frequency which specifies the limit between the attenuation and the wave behavior of a waveguide. This frequency is calculated as follows:
  • the limit frequency for a ring is calculated as follows: where d i is the diameter of the bore of the ring, ie the ring inner diameter.
  • the inner diameter With an inner diameter of 8 mm, there is a cut-off frequency of approximately 22 GHz, which is why the inner diameter should advantageously be less than 8 mm.
  • the blank has an approximately rectangular cross section with rounded edges, the individual surfaces of the ring running essentially parallel or perpendicular to the ring axis. In such an embodiment, a particularly large surface is obtained. On the other hand, it is easily possible to stack a plurality of rings designed in this way, the surfaces perpendicular to the ring axis then lying on top of one another.
  • the rounded edges are particularly necessary to avoid overheating.
  • the blank has the shape of a circular ring, because such a ring can generally be used particularly cheaply.
  • the blanks can have a wide variety of dimensions.
  • the outside diameter can vary between about 10 and 50 mm, the inside diameter between 3 and 30 mm and the height of the ring also between 3 and 30 mm.
  • the blank 1 shown in Figures 1 and 2 has the shape of a circular ring.
  • the dimensions in this exemplary embodiment are chosen such that the inner diameter d i is approximately 8 mm, the outer diameter d a is approximately 20 mm and the height h is approximately 7 mm. This means that height h and inner diameter d i are approximately the same, while the outer diameter d a corresponds approximately to 2.5 times the inner diameter d i of the blank or ring 1.
  • the ring 1 can be produced from any common material that can be heated and melted in the electromagnetic field of an induction coil, especially, of course, from metal. All common metals come into question here, i.e. starting from iron, stainless steel and special alloys to gold, platinum, etc.
  • the ring 1 has an essentially rectangular cross section, although the edges 2 are rounded off under a radius r.
  • the radius r should be at least 1/10 of the inside diameter d i .
  • the use of a rectangular cross section has the advantage that surfaces are created which can be arranged such that the outer surface 3 and inner surface 4 each run parallel to the axis 5 of the ring, while the surface 6 and lower surface 7 are arranged approximately perpendicular to the axis 5 are. In this way it is possible, if a greater amount of material is required for the melting process, a plurality of rings, gg f. also of different heights to be stacked on top of each other.
  • Figures 3 and 4 serve to illustrate the effect of the ring serving as a blank according to the invention.
  • FIG. 3 a conventional, essentially cube-shaped blank is used.
  • the electromagnetic field 8, which is generated by the induction coil 10 surrounding the crucible 9, only penetrates into the outer surface area of the blank 11. Eddy currents then arise in the blank, which are indicated by the arrows 12. Nevertheless, the energy transfer from the field 8 of the induction coil 10 to the blank 11 is only comparatively low.

Abstract

Zur Verwendung in Induktions-Schmelzeinrichtungen wird vorgeschlagen, Rohlinge zu verwenden, insbesondere Metall-Rohlinge, die ringförmig ausgebildet sind, um auf diese Weise eine bessere Ankoppelung des Induktionsfeldes sowie höhere Genauigkeit und gesteigerte Qualität beim Guss zu erreichen.For use in induction melting devices, it is proposed to use blanks, in particular metal blanks, which are ring-shaped in order to achieve a better coupling of the induction field as well as higher accuracy and increased quality during casting.

Description

Die Erfindung befasst sich mit Rohlingen aus elektrisch leitendem, schmelzbarem Material zur Verarbeitung in einer Anlage mit Beheizung des Rohlings im elektromagnetischen Feld einer Induktionsspule.The invention relates to blanks made of electrically conductive, fusible material for processing in a system with heating the blank in the electromagnetic field of an induction coil.

Insbesondere beim Schmelzen kleiner Metallegierungs-oder Reinmetall-Mengen werden sehr häufig Induktionsgiessanlagen eingesetzt. Dies gilt vor allem in der Dental-Branche, der Schmuck-Industrie sowie beim industriellen Feinguss und auf artverwandten Gebieten. Bisher wird das zu schmelzende Material, d.h. die Legierung bzw. das Reinmetall, in Form von Granalien (Schots), Stangen, Blöckchen oder Zuschnitten unterschiedlicher Form und unterschiedlichen Gewichtes in den Schmelztiegel eingebracht, wobei meist nur auf die Geometrie des Schmelztiegels Rücksicht genommen wird, d.h. die Grösse des Festmaterials so zu wählen ist, dass es ohne Schwierigkeiten im Schmelztiegel untergebracht werden kann.Induction casting systems are very often used, in particular when melting small amounts of metal alloy or pure metal. This is especially true in the dental, jewelry and industrial investment casting and related fields. So far, the material to be melted, i.e. the alloy or the pure metal, in the form of granules (pods), rods, blocks or blanks of different shape and different weight, is introduced into the crucible, whereby mostly only the geometry of the crucible is taken into account, i.e. the size of the solid material is to be chosen so that it can be easily accommodated in the crucible.

Dieses bekannte Vorgehen hat etliche Nachteile. Es ist insbesondere zu erwähnen, dass Teile unterschiedlicher Geometrie und Form im elektromagnetischen Feld einer Induktionsspule verschiedene Induktionskreise bilden, was zu unterschiedlichen Aufheizgeschwindigkeiten und Strömen an der Oberfläche des zu schmelzenden Teiles führt. Als Folge hiervon erfolgt häufig eine falsche Behandlung derart, dass Uberhitzungen oder zu lange Erwärmungen auftreten, was insbesondere bei der Verarbeitung von Legierungen zur Beeinträchtigung der an sich gewünschten, in der Ausgangslegierung vorhandenen Materialeigenschaften führen kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass abhängig von der Ausbildung der zu schmelzenden Teile sich unterschiedliche, unter Umständen relativ lange Aufheizzeiten ergeben. Auch die Gasaufnahme bzw. -abgabe der zu schmelzenden Rohlinge ist je nach Formgebung des Rohlings unterschiedlich. Ein weiteres Problem bei den bisher bekannten Rohling-Formen ist das, dass die genaue Bestimmung des richtigen Giesszeitpunktes schwierig ist. Wird der Giesszeitpunkt aber nicht genau bestimmt, so kann es zu Überhitzungen beim Giessen bzw. zum Mitreissen ungeschmolzener Metall- oder Legierungsteilchen (falls die richtige Temperatur noch nicht erreicht war) kommen, was zu Fehlgüssen, Lunkern oder Porosität des im Giessvorgang erzeugten Formlings führt.This known procedure has a number of disadvantages. It should be mentioned in particular that parts of different geometry and shape form different induction circuits in the electromagnetic field of an induction coil, which leads to different heating speeds and currents on the surface of the part to be melted. As a result, incorrect treatment is often carried out in such a way that overheating or excessive heating occur, which can lead to impairment of the material properties desired in the starting alloy, particularly when processing alloys. It should be taken into account here that depending on the design of the parts to be melted, different, possibly relatively long heating times result. The gas absorption or delivery of the blanks to be melted also differs depending on the shape of the blank. Another problem with the previously known blank forms is that it is difficult to determine the correct casting time exactly. However, if the time of casting is not precisely determined, overheating during casting or entrainment of unmelted metal or alloy particles (if the correct temperature has not yet been reached) can result, which leads to incorrect castings, cavities or porosity of the molding produced in the casting process.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Rohling für die Erhitzung im elektromagnetischen Feld einer Induktionsspule vorzuschlagen, der gegenüber den bisher bekannten Rohlingen wesentlich verbesserte Eigenschaften aufweist, d.h. insbesondere rasch und mit vergleichsweise geringer Energiezufuhr schmilzt, wobei gleichzeitig die Verarbeitbarkeit verbessert werden soll, indem er sich leichter und rascher entgasen lässt, die Bestimmung des Giesszeitpunktes erleichtert wird und eine genaue Dosierung möglich ist.The invention is based on the object of proposing a blank for heating in the electromagnetic field of an induction coil, the egg significantly improved compared to the previously known blanks Properties, ie melts particularly quickly and with a comparatively low energy supply, at the same time the processability is to be improved by making it easier and quicker to degas, the determination of the time of pouring is made easier and an exact dosage possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, den Rohling als Ring auszubilden. Ein derartiges Vorgehen hat eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den bisher verwendeten Rohlingen in Form von Würfeln, Stangen, Blöcken oder Zuschnitten. Hierzu sei kurz folgendes ausgeführt:

  • Bei der Induktionserwärmung handelt es sich um eine Art der Wärmeübertragung, bei der die übertragbare Leistungsdichte von der Oberfläche des zu erwärmenden Teiles abhängt. Nimmt man nun beispielsweise einen Ring mit etwa rechteckigem Querschnitt, der eine Bohrung aufweist und bei dem der Aussendurchmesser etwa dem Zweieinhalbfachen des Bohrungsdurchmessers und die Höhe etwa dem Bohrungsdurchmesser entspricht, so lässt sich ohne Schwierigkeiten rechnerisch ermitteln, dass die Oberfläche dieses Ringes etwa eineinhalbmal so gross ist wie die Oberfläche eines Würfels gleicher Masse. Hieraus ergibt sich, dass bei Verwendung eines Ringes als Rohling schon wegen der grösseren Oberfläche die zum Schmelzen erforderliche Leistung geringer ist als bei einem Rohling anderer Formgebung. Die grössere Oberfläche hat aber auch den Vorteil, dass in dem Rohling etwa enthaltene
Gase rascher entweichen können, als wenn die Oberfläche kleiner wäre, was vor allem beim Vakuum-Giessen wichtig ist und eine Verbesserung der Quali- tät des gegossenen Formlings ermöglicht.To achieve this object, it is proposed according to the invention to design the blank as a ring. Such a procedure has a number of advantages over the previously used blanks in the form of cubes, bars, blocks or blanks. The following is briefly stated:
  • Induction heating is a type of heat transfer in which the transferable power density depends on the surface of the part to be heated. If, for example, you take a ring with an approximately rectangular cross-section, which has a bore and in which the outside diameter corresponds to approximately two and a half times the diameter of the hole and the height approximately to the diameter of the hole, it can be calculated without difficulty that the surface of this ring is approximately one and a half times as large is like the surface of a cube of the same mass. It follows from this that when a ring is used as a blank, the performance required for melting is lower than with a blank of a different shape, if only because of the larger surface area. However, the larger surface also has the advantage that it contains anything in the blank
Gases can escape more quickly than if the surface were smaller, which is especially important when vacuum molding and an improvement in the Q uali- ty of the cast molding possible.

Bezüglich der Schmelzgeschwindigkeit spielt auch die Eindringtiefe der elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit von der Frequenz eine Rolle, da nur bei ausreichender Eindringtiefe eine entsprechende Leistung auf den Rohling übertragen werden kann. Die Eindringtiefe berechnet sich dabei nach folgender Formel:

Figure imgb0001
With regard to the melting speed, the penetration depth of the electromagnetic waves as a function of the frequency also plays a role, since a corresponding power can only be transferred to the blank if the penetration depth is sufficient. The penetration depth is calculated using the following formula:
Figure imgb0001

Hierbei bedeuten:

  • = Eindringtiefe
  • f = Betriebsfrequenz
  • -6 VS µo = Permeabilität = 1,256 x 10-6 Am
  • µx = relative Permeabilität
  • = spezifischer Widerstand V A
Here mean:
  • = Depth of penetration
  • f = operating frequency
  • -6 V S µ o = permeability = 1.256 x 10 -6 Am
  • µ x = relative permeability
  • = specific resistance VA

Die gesamte Eindringtiefe lässt sich insbesondere dann ausnützen, wenn der Ring als Kurzschlussring arbeitet, wozu allerdings gewisse Bedingungen erfüllt sein müssen, auf die später noch eingegangen werden soll.The entire depth of penetration can be exploited in particular if the ring works as a short-circuit ring, for which, however, certain conditions must be met, which will be discussed later.

Neben dem Vorteil, der sich aus der grösseren Oberfläche ergibt, sind bei Verwendung eines Ringes als Rohling zum Induktionsschmelzen auch noch als Vorzüge zu nennen, dass sich die zum Betrieb der Induktionsspule dienende Hochfrequenz sehr gut ankoppeln lässt, dass, auch bei mehreren übereinandergelegten Ringen, eine hervorragende Temperaturverteilung erreicht werden kann, so dass ein gleichmässiges Erwärmen der Rohlinge erreicht wird, und dass in einfacher Weise eine gute Dosierung möglich ist. Schliesslich wird bei Verwendung eines Ringes erreicht, dass sich der Schmelzpunkt des Rohlings im allgemeinen sehr genau feststellen lässt, weshalb die Möglichkeit von Fehlern infolge eines Gusses bei zu hoher oder zu niedriger Temperatur beachtlich vermindert wird.In addition to the advantage that results from the larger surface area, when using a ring as a blank for induction melting, there are also advantages that the high frequency used to operate the induction coil can be coupled very well, that even with several rings placed one on top of the other, an excellent temperature distribution can be achieved, so that uniform heating of the blanks is achieved and that good dosing is possible in a simple manner. Finally, when using a ring, the melting point of the blank can generally be determined very precisely, which is why the possibility of errors due to casting at too high or too low a temperature is considerably reduced.

Grundsätzlich können die Ringe unterschiedlichste Formen und Abmessungen haben. In Versuchen hat sich jedoch gezeigt, dass sich besonders gute Ergebnisse dann erzielen lassen, wenn der Aussendurchmesser des Ringes etwa 1,1 bis 10 mal so gross ist wie dessen Innendurchmesser und/oder wenn die Höhe des Ringes etwa gleich dem 0,8- bis 3-fachen Innendurchmesser des Ringes ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aussendurchmesser etwa gleich dem 2,5-fachen Innendurchmesser und die Höhe etwa gleich dem Innendurchmesser des Ringes.Basically, the rings can have a wide variety of shapes and dimensions. Experiments have shown, however, that particularly good results can be achieved if the outer diameter of the ring is approximately 1.1 to 10 times as large as its inner diameter and / or if the height of the ring is approximately equal to 0.8 to 3 times the inner diameter of the ring. In a preferred embodiment, the outside diameter is approximately 2.5 times the inside diameter and the height is approximately equal to the inside diameter of the ring.

Bei Verwendung eines Ringes als Rohling wird man üblicherweise eine Betriebsweise anstreben, in der der Ring als Kurzschlussring arbeitet, was zu besonders schneller Erwärmung führt. In diesem Fall ist jedoch zu beachten, dass die Grösse des Innendurchmessers des Ringes, d.h. der Bohrung im Ring, so gewählt wird, dass die beim Betrieb auftretende Grenzfrequenz Berücksichtigung findet, d.h. das elektromagnetische Feld noch die Bohrung im Ring durchsetzen kann. In diesem Zusammenhang ist unter Grenzfrequenz die Frequenz zu verstehen, welche die Grenze zwischen dem Dämpfungs- und dem Wellenverhalten eines Wellenleiters angibt. Diese Frequenz berechnet sich wie folgt:

Figure imgb0002
When using a ring as a blank, one will usually strive for an operating mode in which the ring works as a short-circuit ring, which leads to particularly rapid heating. In this case, however, it should be noted that the size of the inner diameter of the ring, ie the bore in the ring, is selected so that the limit frequency occurring during operation is taken into account, ie the electromagnetic field can still penetrate the bore in the ring. In this context, the cutoff frequency is to be understood as the frequency which specifies the limit between the attenuation and the wave behavior of a waveguide. This frequency is calculated as follows:
Figure imgb0002

Hierbei bedeuten:

  • fc = Grenzfrequenz
  • q V = Eigenwert der Welle
    Figure imgb0003
  • εr = Dielektrizitätskonstan te
  • µr = relative Permeabilität
  • C = Lichtgeschwindigkeit
Here mean:
  • f c = cutoff frequency
  • q V = eigenvalue of the wave
    Figure imgb0003
  • ε r = D ielektrizitätskonstan te
  • µr = relative permeability
  • C = speed of light

Für einen Ring berechnet sich die Grenzfrequenz wie folgt:

Figure imgb0004
wobei di der Durchmesser der Bohrung des Ringes, d.h. der Ring-Innendurchmesser ist.The limit frequency for a ring is calculated as follows:
Figure imgb0004
 where d i is the diameter of the bore of the ring, ie the ring inner diameter.

Bei einem Innendurchmesser von 8 mm ergibt sich dabei eine Grenzfrequenz von ca. 22 GHz, weshalb günstigerweise der Innendurchmesser kleiner als 8 mm sein sollte.With an inner diameter of 8 mm, there is a cut-off frequency of approximately 22 GHz, which is why the inner diameter should advantageously be less than 8 mm.

Es ist nach der Erfindung weiter vorgesehen, dass der Rohling etwa rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten aufweist, wobei die einzelnen Oberflächen des Ringes im wesentlichen parallel oder senkrecht zur Ringachse verlaufen. Bei einer derartigen Ausführungsform erhält man eine besonders grosse Oberfläche. Zum anderen ist es leicht möglich, mehrere derart gestaltete Ringe aufeinander zu stapeln, wobei dann die senkrecht zur Ringachse verlaufenden Flächen jeweils aufeinander liegen.It is further provided according to the invention that the blank has an approximately rectangular cross section with rounded edges, the individual surfaces of the ring running essentially parallel or perpendicular to the ring axis. In such an embodiment, a particularly large surface is obtained. On the other hand, it is easily possible to stack a plurality of rings designed in this way, the surfaces perpendicular to the ring axis then lying on top of one another.

Die abgerundeten Kanten sind dabei insbesondere zur Vermeidung von Uberhitzung erforderlich. In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn der Radius der Abrundung der Kanten wenigstens 1/10 des Innendurchmessers beträgt.The rounded edges are particularly necessary to avoid overheating. In this context, it is advantageous if the radius of the rounding of the edges is at least 1/10 of the inside diameter.

Schliesslich liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Rohling die Form eines Kreisringes aufweist, weil sich ein solcher Ring im allgemeinen besonders günstig einsetzen lässt.Finally, it is within the scope of the invention that the blank has the shape of a circular ring, because such a ring can generally be used particularly cheaply.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden, zweckmässigen Ausführungen können die Rohlinge unterschiedlichste Abmessungen besitzen. Der Aussendurchmesser kann etwa zwischen 10 und 50 mm, der Innendurchmesser zwischen 3 und 30 mm und die Höhe des Ringes ebenfalls zwischen 3 und 30 mm schwanken.Taking into account the above expedient designs, the blanks can have a wide variety of dimensions. The outside diameter can vary between about 10 and 50 mm, the inside diameter between 3 and 30 mm and the height of the ring also between 3 and 30 mm.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:

  • Figur 1 eine Draufsicht auf einen Rohling in einer Ausführungsform gemäss der Erfindung.
  • Figur 2 einen Querschnitt durch den Rohling der Figur 1.
  • Figur 3 im Schnitt einen Tiegel mit einem eingesetzten, bisher üblichen Rohling zur Veranschaulichung des Verlaufes des elektromagnetischen Feldes.
  • Figur 4 einen Schnitt ähnlich Figur 3, jedoch bei Verwendung eines Ringes gemäss der Erfindung.
Show it:
  • Figure 1 is a plan view of a blank in an embodiment according to the invention.
  • Figure 2 shows a cross section through the blank of Figure 1.
  • Figure 3 in section a crucible with a previously used blank used to illustrate the course of the electromagnetic field.
  • Figure 4 shows a section similar to Figure 3, but when using a ring according to the invention.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Rohling 1 hat die Form eines Kreisringes. Die Abmessungen sind bei diesem Ausführungsbeispiel so gewählt, dass der Innendurchmesser di etwa 8 mm, der Aussendurchmesser d a etwa 20 mm und die Höhe h etwa 7 mm betragen. Dies bedeutet, dass Höhe h und Innendurchmesser di etwa gleich sind, während der Aussendurchmesser da etwa dem 2,5-fachen des Innendurchmessers di des Rohlinges bzw. Ringes 1 entspricht.The blank 1 shown in Figures 1 and 2 has the shape of a circular ring. The dimensions in this exemplary embodiment are chosen such that the inner diameter d i is approximately 8 mm, the outer diameter d a is approximately 20 mm and the height h is approximately 7 mm. This means that height h and inner diameter d i are approximately the same, while the outer diameter d a corresponds approximately to 2.5 times the inner diameter d i of the blank or ring 1.

Der Ring 1 kann aus jedem gängigen, im elektromagnetischen Feld einer Induktionsspule erwärmbaren und schmelzbarem Material hergestellt werden, vor allem natürlich aus Metall. Hier kommen alle üblichen Metalle in Frage, d.h.ausgehend von Eisen, Edelstahl über Sonderlegierungen zu Gold, Platin, usw..The ring 1 can be produced from any common material that can be heated and melted in the electromagnetic field of an induction coil, especially, of course, from metal. All common metals come into question here, i.e. starting from iron, stainless steel and special alloys to gold, platinum, etc.

Aus der Figur 2 geht deutlich hervor, dass der Ring 1 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt, wobei allerdings die Kanten 2 unter einem Radius r abgerundet sind. Der Radius r sollte wenigstens 1/10 des Innendurchmessers di sein. Die Verwendung eines rechteckigen Querschnittes hat dabei den Vorteil, dass Flächen enstehen, die so angeordnet werden können, dass die Aussenfläche 3 und Innenfläche 4 jeweils parallel zur Achse 5 des Ringes verlaufen, während die Oberfläche 6 und Unterfläche 7 etwa senkrecht zu der Achse 5 angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, falls eine grössere Materialmenge für den Schmelzvorgang benötigt wird, mehrere Ringe, ggf. auch von unterschiedlicher Höhe, aufeinander zu stapeln.It is clear from FIG. 2 that the ring 1 has an essentially rectangular cross section, although the edges 2 are rounded off under a radius r. The radius r should be at least 1/10 of the inside diameter d i . The use of a rectangular cross section has the advantage that surfaces are created which can be arranged such that the outer surface 3 and inner surface 4 each run parallel to the axis 5 of the ring, while the surface 6 and lower surface 7 are arranged approximately perpendicular to the axis 5 are. In this way it is possible, if a greater amount of material is required for the melting process, a plurality of rings, gg f. also of different heights to be stacked on top of each other.

Diese Ringe liegen dann im Bereich der Oberfläche 6 bzw. Unterfläche 7 sauber aufeinander, so dass das elektromagnetische Feld nicht zu stark gestört wird. Infolge der Abrundung der Kanten 2 unter dem Radius r kommt es im Bereich dieser Kanten auch nicht zu Uberhitzungen.These rings then lie cleanly on top of one another in the area of the surface 6 or lower surface 7, so that the electromagnetic field is not disturbed too strongly. As a result of the rounding of the edges 2 under the radius r, there is also no overheating in the region of these edges.

Die Abmessungen des Ringes 1, wie er in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, können variiert werden. Es sollten allerdings zweckmässig folgende Bedingungen eingehalten werden:

Figure imgb0005
Figure imgb0006
 The dimensions of the ring 1, as shown in Figures 1 and 2, can be varied. However, the following conditions should be adhered to:
Figure imgb0005
Figure imgb0006

Die Figuren 3 und 4 dienen zur Veranschaulichung der Wirkung des als Rohling dienenden Ringes nach der Erfindung.Figures 3 and 4 serve to illustrate the effect of the ring serving as a blank according to the invention.

Gemäss Figur 3 wird ein üblicher, im wesentlichen würfelförmiger Rohling verwendet. Dabei dringt das elektromagnetische Feld 8, welches von der den Tiegel 9 umgebenden Induktionsspule 10 erzeugt wird, nur in den äusseren Oberflächenbereich des Rohlings 11 ein. Es entstehen dann im Rohling Wirbelströme, die durch die Pfeile 12 angedeutet sind. Trotzdem ist die Energieübertragung von dem Feld 8 der Induktionsspule 10 auf den Rohling 11 nur vergleichsweise gering.According to FIG. 3, a conventional, essentially cube-shaped blank is used. The electromagnetic field 8, which is generated by the induction coil 10 surrounding the crucible 9, only penetrates into the outer surface area of the blank 11. Eddy currents then arise in the blank, which are indicated by the arrows 12. Nevertheless, the energy transfer from the field 8 of the induction coil 10 to the blank 11 is only comparatively low.

Bei Verwendung eines ringförmigen Rohlings 1, wovon in Figur 4 ausgegangen wird, verlaufen die Feldlinien 8' des von der Induktionsspule 10 erzeugten elektromagnetischen Feldes durch die Bohrung 13 des Ringes 1, der als Kurzschlussring eingesetzt wird. Auf diese Weise kommt es zu einer vergleichsweise hohen Leistungsübertragung und damit zu einer raschen Erwärmung des Ringes 1. Ausserdem kann in dem Ring auch die volle, an sich zur Verfügung stehende Eindringtiefe ausgenutzt werden, so dass nicht nur oberflächlich sondern auch verhältnismässig weit innerhalb des Ringes eine entsprechende Energieübertragung erfolgt.When using an annular blank 1, which is assumed in FIG. 4, the field lines 8 'run. of the electromagnetic field generated by the induction coil 10 through the bore 13 of the ring 1, which is used as a short-circuit ring. This results in a comparatively high power transmission and thus rapid heating of the ring 1. In addition, the full penetration depth that is available per se can be used in the ring, so that not only superficially but also relatively far within the ring a corresponding energy transfer takes place.

Claims (8)

1. Rohling aus elektrisch leitendem, schmelzbarem Material zur Verarbeitung in einer Anlage mit Beheizung des Rohlings im elektromagnetischen Feld einer Induktionsspule,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rohling als Ring (1) ausgebildet ist.1. blank from electrically conductive, meltable material for processing in a system with heating of the blank in the electromagnetic field of an induction coil,
characterized,
that the blank is designed as a ring (1). 2. Rohling nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aussendurchmesser (da) des Ringes (1) etwa 1,1 bis 10 mal so gross wie dessen Innendurchmesser (di) ist.2. Blank according to claim 1,
characterized,
that the outer diameter (d a ) of the ring (1) is about 1.1 to 10 times as large as its inner diameter (d i ). 3. Rohling nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe (h) des Ringes (1) etwa gleich dem 0,8- bis 3-fachen Innendurchmesser (di) des Ringes (1) ist.3. Blank according to claim 1 or 2,
characterized,
that the height (h) of the ring (1) is approximately equal to 0.8 to 3 times the inner diameter (d i ) of the ring (1). 4. Rohling nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aussendurchmesser (da) etwa gleich dem 2,5-fachen Innendurchmesser (di) und die Höhe (h) etwa gleich dem Innendurchmesser (di) des Ringes (1) sind.4. Blank according to claim 1 to 3,
characterized,
that the outer diameter (d a ) is approximately equal to 2.5 times the inner diameter (d i ) and the height (h) approximately equal to the inner diameter (d i ) of the ring (1). 5. Rohling nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Innendurchmesser (di) kleiner als 8 mm ist.5. Blank according to one of the preceding claims,
characterized,
that the inside diameter (d i ) is less than 8 mm. 6. Rohling nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass er etwa rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten (2) aufweist, wobei die Oberflächen (3, 4) des Ringes (1) parallel und die Oberflächen (6, 7) des Ringes (1) senkrecht zur Ringachse (5) verlaufen.6. Blank according to one of the preceding claims,
characterized,
that it has an approximately rectangular cross section with rounded edges (2), the surfaces (3, 4) of the ring (1) being parallel and the surfaces (6, 7) of the ring (1) being perpendicular to the ring axis (5). 7. Rohling nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Radius (r) der Abrundung der Kanten (2) wenigstens 1/10 des Innendurchmessers (di) beträgt.7. Blank according to claim 6,
characterized,
that the radius (r) of the rounding of the edges (2) is at least 1/10 of the inside diameter (d i ). 8. Rohling nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass er die Form eines Kreisringes aufweist.8. Blank according to one of the preceding claims,
characterized,
that it has the shape of a circular ring.
EP82102372A 1981-05-23 1982-03-23 Blank for induction melting Ceased EP0065632A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3120607A DE3120607C1 (en) 1981-05-23 1981-05-23 Blank for induction melting
DE3120607 1981-05-23
US50633183A 1983-06-21 1983-06-21
US06/644,993 US4568809A (en) 1981-05-23 1984-08-28 Method for the induction melting of a charge blank

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0065632A1 true EP0065632A1 (en) 1982-12-01

Family

ID=27189348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP82102372A Ceased EP0065632A1 (en) 1981-05-23 1982-03-23 Blank for induction melting

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4568809A (en)
EP (1) EP0065632A1 (en)
DE (1) DE3120607C1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5168939A (en) * 1990-08-29 1992-12-08 Joseph F. Long Electromagnetically accelerated impact oil well drill
US5161600A (en) * 1990-11-16 1992-11-10 Jeneric/Pentron Inc. System and method for casting and reworking metallic material
US5170027A (en) * 1990-12-11 1992-12-08 Jeneric/Pentron Inc. Working environment glove box
CA2412347C (en) * 1997-03-12 2008-08-05 Verticore Communications Ltd. Information display system
US8505454B2 (en) * 2009-12-28 2013-08-13 Schlumberger Technology Corporation Electromagnetic formed shaped charge liners

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2352842A (en) * 1943-07-17 1944-07-04 John D Leighton Casting process
FR895382A (en) * 1943-02-26 1945-01-23 Improvement in electric induction heating
DE1060516B (en) * 1956-12-21 1959-07-02 Balzers Vakuum Ges Mit Beschra Heating element for induction heaters
US3116392A (en) * 1961-01-03 1963-12-31 Templeton Coal Company Apparatus for distilling liquids

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE857189A (en) * 1977-07-27 1978-01-27 Elphiac Sa CREUSET INDUCTION OVEN

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR895382A (en) * 1943-02-26 1945-01-23 Improvement in electric induction heating
US2352842A (en) * 1943-07-17 1944-07-04 John D Leighton Casting process
DE1060516B (en) * 1956-12-21 1959-07-02 Balzers Vakuum Ges Mit Beschra Heating element for induction heaters
US3116392A (en) * 1961-01-03 1963-12-31 Templeton Coal Company Apparatus for distilling liquids

Also Published As

Publication number Publication date
US4568809A (en) 1986-02-04
DE3120607C1 (en) 1982-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1667326A1 (en) Method for isostatic hot pressing of materials and device for its execution
DE2843642C3 (en) Glass shape that can be cooled with liquid coolant
DE3126824C2 (en) Electric radiant heater for stoves with glass ceramic plates
EP0065632A1 (en) Blank for induction melting
DE2030369B2 (en) Process for the production of a gas-impermeable fused, image-conducting fiber-optic element and device for carrying out this process
DE2609949C3 (en) Method and device for producing a casting from a metal alloy solidified in one direction
DE1596539C3 (en) Device for the production of sheet glass
DE3300357C2 (en) Method and device for manufacturing cutting elements for deep drilling bits
DE1246894B (en) Method of making a hollow nuclear reactor fuel assembly
DE1912975A1 (en) Form for the production of single crystal pieces
DE1558159A1 (en) Process and device for vacuum casting precision metal parts with the highest purity
DE2212575B2 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF CAST IRON WITH BALL GRAPHITE
DE3017392A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING FLAT, TRANSPARENT, LOW-BUBBLE BODIES FROM QUARTZ GLASS
DE1287263B (en) Process for the production of small ferro-alloy castings and casting mold for carrying out the process
DE1469894B2 (en) Mass for self-lubricating sliding bodies
DE3819154C1 (en)
CH494939A (en) Liquid-cooled crucible
DE3150168C2 (en) Electric vacuum switch
DE102018117300B3 (en) Levitation melting process with mobile induction units
DE1946735A1 (en) Liquid-cooled crucible
EP0467230B1 (en) Cold skull melting crucible
DE3028585C2 (en) Method of manufacturing a diesel engine combustion chamber insert
DE2130380A1 (en) Process or device for the production of a composite superconductor
DE3634492C2 (en) Method for producing a vacuum-tight and pressure-tight connection between a body made of metal and a body made of sintered oxide ceramic
DE3148136C2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH FR GB IT LU NL

17P Request for examination filed

Effective date: 19821108

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 19860815