WO2009024253A1 - Verfahren und vorrichtung zur induktionserwärmung eines metallischen werkstücks - Google Patents

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WO2009024253A1
WO2009024253A1 PCT/EP2008/006333 EP2008006333W WO2009024253A1 WO 2009024253 A1 WO2009024253 A1 WO 2009024253A1 EP 2008006333 W EP2008006333 W EP 2008006333W WO 2009024253 A1 WO2009024253 A1 WO 2009024253A1
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workpiece
coil
magnetic field
superconducting coil
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Carsten BÜHRER
Jens Müller
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Zenergy Power Gmbh
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/101—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
    • H05B6/102—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces the metal pieces being rotated while induction heated
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
    • H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
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    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Definitions

  • the invention relates to a method for rotating a first magnet unit with at least one superconducting (SL-), e.g. a high-temperature superconducting (HTSC) coil around an inductively heated metallic workpiece and a corresponding device.
  • SL- superconducting
  • HTSC high-temperature superconducting
  • EP-B-1 582 091 Such a method and apparatus are known from EP-B-1 582 091.
  • a magnetic field is generated by means of a HTSC coil into which the workpiece is introduced.
  • the workpiece and the magnetic field generating DC-flowed HTSC coil are rotated relative to each other, so that on the
  • HTSC for example, there are various rare earth copper superconductors such as YBa 2 Cu 3 O 7 -X (YBCO).
  • YBCO rare earth copper superconductors
  • HTSL have a SL transition temperature above 77K.
  • the invention has for its object to simplify the induction heating of workpieces with a SL coil.
  • an external magnetic field is generated with a second magnet unit, which interacts with a magnetic field generated by the first magnet unit in such a way that the first magnet unit is rotated about the workpiece to be inductively heated.
  • An embodiment of the invention can also be described as an electric motor having a rotor which has a receptacle concentric to the rotation axis of the rotor and carries an SL coil.
  • the rotor corresponds to the first magnet unit.
  • the second magnet unit corresponds to the stator of the electric motor and generates a circulating magnetic field for driving the rotor.
  • the magnetic field generated by the second magnet unit is rotated about the rotation axis of the first magnet unit. This results in a high degree of effectiveness.
  • the second magnet unit may have coils arranged around the first magnet unit, which are supplied with an alternating current which generates a magnetic field rotating, for example, about the axis of rotation of the first magnet unit.
  • permanent magnets and / or DC-current-carrying coils of the second magnet unit can be rotated about the axis of rotation of the first magnet unit.
  • an electric motor with a mechanism for driving the permanent magnets or the coils through which current flows is required, however, the method has opposite to a drive of the first magnet unit
  • the prior art has the advantage that the first magnet unit and thus the SL coil is not rigidly connected via a transmission or the like. is coupled to the electric motor, so that a heat input into the SL winding over the necessary according to the prior art drive mechanism deleted.
  • the SL coil is supplied with direct current, in particular by a constant current source.
  • a constant current source for example, the required cooling capacity can be reduced compared to an AC supply of the SL coil.
  • the coil can also be short-circuited after initial energization. Essentially, the current through the SL coil then remains constant.
  • An apparatus for carrying out the method has a first magnet unit, which is rotatable about a metallic workpiece clamped in a workpiece holder.
  • the first magnet unit has at least one SL coil, typically of a band-shaped HTSL, wherein a magnetic field generated by the first magnet unit passes through the workpiece.
  • the device For the rotary drive of the first magnet unit, the device has a second magnet unit which generates a magnetic field rotating about the axis of rotation of the first magnet unit.
  • the SL coil is connected to a constant current source.
  • the first magnet unit has a concentric with its axis of rotation recess into which the workpiece to be heated is introduced. This makes it possible to arrange the poles of a plurality of SL coils belonging to the first magnet unit around the recess and thus to arrange a workpiece introduced therein, thus producing a correspondingly large magnetic flux density in the workpiece.
  • the second magnet unit has at least two, preferably three or more, coils fixed relative to the workpiece holder and acted upon by an alternating electric field.
  • the magnetic field rotating about the axis of rotation of the first magnet unit can be generated in a simple manner.
  • the second magnet unit has permanent magnets and / or DC-fed coils, for example HTSC coils, which are rotationally driven about the axis of rotation of the first magnet unit, for example by an electric motor.
  • permanent magnets and / or DC-fed coils for example HTSC coils, which are rotationally driven about the axis of rotation of the first magnet unit, for example by an electric motor.
  • the first magnet unit may have rotatably connected permanent magnets with the SL coil, which are preferably arranged between the SL coil and the second magnet unit.
  • the permanent magnets interact with the external magnetic field generated by the second magnet unit, the SL coil essentially serving to generate the magnetic field passing through the workpiece.
  • the first magnetic unit can also have one or more coils.
  • the coils can be DC-powered, then the rotary drive is based on the principle of a synchronous motor, the coils are metallic and short-circuited, the rotary drive is based on the principle of an asynchronous motor.
  • the first magnet unit may have a plurality of SL coils, for example two or four, which are preferably arranged equidistantly around a recess of the first magnet unit for receiving the workpiece to be heated.
  • the magnetic flux passing through the workpiece and thus the heating power can be increased.
  • a thermal insulation Between the SL coil and the second magnet unit is preferably a thermal insulation. This reduces the necessary cooling capacity for the SL coil.
  • Permanent magnets may be arranged on the outer circumference of the insulation whose magnetic field, as described above, interacts with the external magnetic field of the second magnet unit in order to rotate the first magnet unit about the workpiece to be heated.
  • the insulation can be achieved for example by a vacuum-sealed cavity between the first and the second magnet unit.
  • SL coil or SL coils on the workpiece side, e.g. through a vacuumed cavity.
  • the workpiece holder can perform a movement, in particular parallel to the axis of rotation of the first magnet unit.
  • a linear actuator With a linear actuator, the direction of the current induced in the workpiece can be varied by an additional relative movement between the workpiece and the first magnet unit, which allows a more uniform heating of the workpiece and a greater power input.
  • FIG. 2 is a view of a magnet system according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 shows a section through the magnet system according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 5 is a view of another magnet system according to FIG. 1,
  • Fig. 6 is a cross section of the magnet system of Fig. 4 and
  • the device in Fig. 1 has a displaceable in the direction of the double arrows workpiece holder with two receptacles Ia, Ib for fixing a workpiece to be heated 2.
  • Zwi- the recordings Ia, Ib is a magnet system 10 with a recess for the workpiece 2 to produce a non-constant magnetic flux through the workpiece 2, whereby a current in the workpiece 2 is induced.
  • FIG. 2 to 4 show an embodiment of a magnet system 10.
  • a workpiece 2 which is square in cross section.
  • a first magnet unit 20 Concentrically around the workpiece is a first magnet unit 20 rotatable about the workpiece 2 with a first annular insulation 21 whose free interior is at the same time the recess for the workpiece 2.
  • Four iron cores 22 are arranged equidistantly around the first insulation 21, wherein the longitudinal axes of the iron cores (not shown) intersect at a point with the longitudinal axis (not shown) of the first insulation 21.
  • HTSL Coil 23 On each iron core 22 sits a HTSL Coil 23.
  • the HTS coils 23 are DC powered (not shown).
  • Around the coils 23 is an annular second insulation 24 into which the iron cores 22 dip (FIG. 4).
  • the first magnet unit 20 is concentrically surrounded by a second magnet unit 30.
  • the second magnet unit 30 has nine electromagnets 31 each of a coil 32 on a pole piece 33.
  • the electromagnets 31 are individually controllable and have an annular magnetic return 34.
  • a circumferential control of the electromagnets 31 is a relative to the workpiece 2 rotating Magnetic field generated, which cooperates with the magnetic field of the DC-powered HTS coils 23 of the first magnetic unit 20 and the first magnet unit 20 rotates about the workpiece.
  • the magnetic flux generated by the HTS coils 23 changes through the workpiece 2, whereby a current is induced in the workpiece 2.
  • FIG. 5 to 7 show a further embodiment of a magnet system 10.
  • the basic structure of the magnet system 10 is similar to that previously described with reference to FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4, therefore identical reference numerals are used for the same parts and only the sub - described differences.
  • the iron cores 22 'of the HTS coils 23' do not dip into the second annular insulation 24 '(see also FIGS. Thereby, the thermal insulation of the HTS coils 23 'can be improved.
  • the rotary drive of the first unit takes place as in the imple mentation form of FIG. 2 by applying an alternating current to the coils 32 of the second magnet unit 30.
  • the magnetic field of the coils 32 here substantially together with the magnetic field of the permanent magnets 29 'together, whereby the first Magnet unit 20 'is rotationally driven.
  • an unillustrated magnetic return e.g. be in the form of an iron ring.

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Abstract

Um eine erste Magneteinheit (20) mit einer supraleitenden Spule um ein metallisches Werkstück (2) zu drehen, damit dieses induktiv erwärmt wird, kann mit einer zweiten Magneteinheit (30) ein äußeres, die erste Magneteinheit (20) antreibendes Magnetfeld erzeugt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Induktionserwärmung eines metallischen Werkstücks
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drehen einer ers- ten Magneteinheit mit mindestens einer supraleitenden (SL-), z.B. einer hochtemperatursupraleitenden (HTSL-), Spule um ein induktiv zu erwärmendes metallisches Werkstück sowie eine entsprechende Vorrichtung.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der EP-B-I 582 091 bekannt. Zur Erwärmung des Werkstückes wird mittels einer HTSL-Spule ein Magnetfeld erzeugt, in das das Werkstück eingebracht wird. Das Werkstück und die das Magnetfeld erzeugende gleichstromdurchflossene HTSL- Spule werden relativ zueinander gedreht, so dass auf das
Werkstück ein zeitlich veränderliches Magnetfeld wirkt. Dadurch wird in dem Werkstück ein Strom induziert. Aufgrund des Ohm1 sehen Widerstandes des metallischen Werkstückes erwärmt der Strom das Werkstück auf eine gewünschte Tempera- tur. Der Drehantrieb erfolgt in der Regel über einen separaten Elektromotor, der mechanisch mit der HTSL-Spule oder dem Werkstück gekoppelt ist. Die in das Werkstück eingebrachte Leistung kann einige 100 kW erreichen, was entsprechend aufwendige und wartungsintensive Konstuktionen erfor- dert.
Als HTSL gibt es zum Beispiel verschiedene Seltenerd-Cu- pratsupraleiter wie YBa2Cu3O7-X (YBCO) . In der Regel haben HTSL eine SL-Sprungtemperatur oberhalb von 77K. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Induktionserwärmung von Werkstücken mit einer SL-Spule zu vereinfachen.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 5 gelöst.
Bevorzugte Ausführungs formen sind Gegenstand der von diesen abhängigen Ansprüche .
Erfindungsgemäß wird mit einer zweiten Magneteinheit ein äußeres Magnetfeld erzeugt, welches mit einem von der ersten Magneteinheit erzeugten Magnetfeld so wechselwirkt, dass die erste Magneteinheit um das induktiv zu erwärmende Werkstück gedreht wird. Dadurch entfällt der nach dem Stand der Technik notwendige separate Elektromotor sowie die An- triebsmechanik. Damit entfällt auch ein Wärmeeintrag in die SL-Spule über die mechanische Verbindung der SL-Spule mit dem Motor.
Man kann eine Aus führungsform der Erfindung auch als Elek- tromotor mit einem Rotor beschreiben, der eine zur Rota-ti- onsachse des Rotors konzentrische Aufnahme für das Werkstück hat und eine SL-Spule trägt. Der Rotor entspricht der ersten Magneteinheit. Die zweite Magneteinheit entspricht dem Stator des Elektromotors und erzeugt ein umlaufendes Magnetfeld zum Antrieb des Rotors.
Das von der zweiten Magneteinheit erzeugte Magnetfeld wird um die Drehachse der ersten Magneteinheit gedreht. Dies ergibt einen hohen Wirkungsrad.
Beispielsweise kann die zweite Magneteinheit um die erste Magneteinheit angeordnete Spulen haben, die mit einem Wechselstrom beaufschlagt werden der ein beispielsweise um die Drehachse der ersten Magneteinheit rotierendes Magnetfeld erzeugt. Alternativ können zur Erzeugung des die erste Magneteinheit antreibenden Magnetfeldes Permanentmagnete und/oder gleichstromdurchflossene Spulen der zweiten Magneteinheit um die Drehachse der ersten Magneteinheit gedreht werden. Bei ei- nem solchen Verfahren wird zwar, wie bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, ein Elektromotor mit einer Mechanik zum Antrieb der Permanentmagnete bzw. der gleich- stromdurchflossenen Spulen benötigt, jedoch hat das Verfahren gegenüber einem Antrieb der ersten Magneteinheit nach dem Stand der Technik den Vorteil, dass die erste Magneteinheit und damit die SL-Spule nicht starr über ein Getriebe oder dgl . mit dem Elektromotor gekoppelt ist, so dass ein Wärmeeintrag in die SL-Wicklung über die nach dem Stand der Technik notwendige Antriebsmechanik entfällt.
Vorzugsweise wird die SL-Spule mit Gleichstrom, insbesondere durch eine Konstantstromquelle, gespeist. Dadurch kann im Vergleich zu einer Wechselstromspeisung der SL-Spule die notwendige Kühlleistung reduziert werden. Die Spule kann nach einer initialen Bestromung auch kurzgeschlossen werden. Im Wesentlichen bleibt dann der Strom durch die SL- Spule konstant.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens hat eine erste Magneteinheit , die um ein in einen Werkstückhalter eingespanntes metallisches Werkstück drehbar ist. Die erste Magneteinheit hat mindestens eine SL-Spule, typischerweise aus einem bandförmigen HTSL, wobei ein von der ersten Magneteinheit erzeugtes Magnetfeld das Werkstück durchsetzt. Zum Drehantrieb der ersten Magneteinheit hat die Vorrichtung eine zweite Magneteinheit , die ein um die Drehachse der ersten Magneteinheit rotierendes Magnetfeld erzeugt.
Vorzugsweise ist die SL-Spule an eine Konstantstromquelle angeschlossen. Bevorzugt hat die erste Magneteinheit eine zu ihrer Drehachse konzentrische Ausnehmung, in die das zu erwärmende Werkstück einbringbar ist. Dies ermöglicht die Pole mehrerer zur ersten Magneteinheit gehöriger SL-Spulen um die Ausnehmung und somit um ein in diese eingebrachtes Werkstück anzuordnen und so eine entsprechend große magnetische Flussdichte im Werkstück zu erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die zweite Magnet- einheit mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr relativ zum Werkstückhalter ortsfeste und mit einem elektrischen Wechselfeld beaufschlagte Spulen. Dadurch lässt sich auf einfache Weise das um die Drehachse der ersten Magneteinheit rotierende Magnetfeld erzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform hat die zweite Magneteinheit Permanentmagneten und/oder gleichstromgespeiste Spulen, beispielsweise HTSL-Spulen, die um die Drehachse der ersten Magneteinheit drehangetrieben sind, beispiels- weise durch einen Elektromotor.
Die erste Magneteinheit kann mit der SL-Spule drehfest verbundene Permanentmagneten haben, die vorzugsweise zwischen der SL-Spule und der zweiten Magneteinheit angeordnet sind. Bei einer solchen Magneteinheit wechselwirken die Permanentmagnete mit dem durch die zweite Magneteinheit erzeugten äußeren Magnetfeld, wobei die SL-Spule im Wesentlichen zur Erzeugung des das Werkstück durchsetzenden Magnetfeldes dient. Anstelle der Permanentmagneten kann die erste Ma- gneteinheit auch eine oder mehrere Spulen haben. Die Spulen können gleichstromgespeist sein, dann erfolgt der Drehantrieb nach dem Prinzip eines Synchronmotors, sind die Spulen metallisch und kurzgeschlossen, erfolgt der Drehantrieb nach dem Prinzip eines Asynchronmotors . Selbstverständlich kann die erste Magneteinheit mehrere SL- Spulen haben, beispielsweise zwei oder vier, die vorzugsweise äquidistant um eine Ausnehmung der ersten Magneteinheit zur Aufnahme des zu erwärmenden Werkstücks angeordnet sind. Dadurch kann der das Werkstück durchsetzende magnetische Fluss und damit die Heizleistung erhöht werden.
Zwischen der SL-Spule und der zweiten Magneteinheit ist vorzugsweise eine thermische Isolierung. Dadurch wird die notwendige Kühlleistung für die SL-Spule reduziert. Am äußeren Umfang der Isolierung können Permanentmagnete angeordnet sein, deren Magnetfeld, wie schon zuvor beschrieben, mit dem äußeren Magnetfeld der zweiten Magneteinheit wechselwirkt, um die erste Magneteinheit um das zu erwärmende Werkstück zu drehen.
Die Isolierung kann beispielsweise durch einen vakuumierten Hohlraum zwischen der ersten und der zweiten Magneteinheit erreicht werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es sinnvoll, die SL-Spule bzw. SL-Spulen auch werkstückseitig zu isolieren, z.B. durch einen vakuumierten Hohlraum.
Der Werkstückhalter kann eine Bewegung, insbesondere parallel zur Drehachse der ersten Magneteinheit, ausführen. Mit einem Schubantrieb kann durch eine zusätzliche Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der ersten Magneteinheit die Richtung des in dem Werkstück induzierten Stromes vari- iert werden, was eine gleichmäßigere Erwärmung des Werkstücks und einen größeren Leistungseintrag ermöglicht.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung schematisch vereinfacht und beispielhaft erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Induktionserwärmung,
Fig. 2 eine Ansicht eines Magnetsystems gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Magnetsystem gemäß Fig. 1,
Fig. 4 die Einzelheit c aus Fig. 3,
Fig. 5 eine Ansicht eines weiteren Magnetsystems gemäß Fig. 1,
Fig. 6 eine Querschnitt des Magnetsystems aus Fig. 4 und
Fig. 7 die Einzelheit c aus Fig. 6.
Die Vorrichtung in Fig. 1 hat einen in Richtung der Doppelpfeile verschiebbare Werkstückhalter mit zwei Aufnahmen Ia, Ib zur Fixierung eines zu erwärmenden Werkstücks 2. Zwi- sehen den Aufnahmen Ia, Ib ist ein Magnetsystem 10 mit einer Ausnehmung für das Werkstück 2 zur Erzeugung eines zeitlich nicht konstanten magnetischen Flusses durch das Werkstück 2, wodurch ein Strom in dem Werkstück 2 induziert wird.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen eine Ausführungsform eines Magnetsystems 10. Im Zentrum des Magnetsystems 10 befindet sich ein im Querschnitt quadratisches Werkstück 2. Konzentrisch um das Werkstück ist eine erste, um das Werkstück 2 drehba- re Magneteinheit 20 mit einer ersten ringförmigen Isolierung 21, deren freier Innenraum zugleich die Ausnehmung für das Werkstück 2 ist. Um die erste Isolierung 21 sind vier Eisenkerne 22 äquidistant angeordnet, wobei die Längsachsen der Eisenkerne (nicht eingezeichnet) sich in einem Punkt mit der Längsachse (nicht eingezeichnet) der ersten Isolierung 21 schneiden. Auf jedem Eisenkern 22 sitzt eine HTSL- Spule 23. Die HTSL-Spulen 23 sind gleichstromgespeist (nicht dargestellt) . Um die Spulen 23 ist eine ringförmige zweite Isolierung 24, in welche die Eisenkerne 22 eintauchen (Fig. 4) .
Die erste Magneteinheit 20 ist konzentrisch von einer zweiten Magneteinheit 30 umgeben. Die zweite Magneteinheit 30 hat neun Elektromagnete 31 aus jeweils einer Spule 32 auf einem Polschuh 33. Die Elektromagnete 31 sind einzeln an- steuerbar und haben einen ringförmigen magnetischen Rück- schluss 34. Durch eine umlaufende Ansteuerung der Elektromagnete 31 wird ein relativ zum Werkstück 2 rotierendes Magnetfeld erzeugt, welches mit dem Magnetfeld der gleichstromgespeisten HTSL-Spulen 23 der ersten Magneteinheit 20 zusammenwirkt und die erste Magneteinheit 20 um das Werkstück dreht. Dadurch ändert sich der von den HTSL-Spulen 23 erzeugte magnetische Fluss durch das Werkstück 2 wodurch in dem Werkstück 2 ein Strom induziert wird.
Weil die Eisenkerne 22 in die zweite Isolierung 24 bis kurz vor deren äußeren Rand eintauchen, ergibt sich eine gute magnetische Kopplung der ersten Magneteinheit 20 mit der zweiten Magneteinheit 30 und somit ein hoher Wirkungsgrad.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Magnetsystems 10. Der grundsätzliche Aufbau des Magnetsystems 10 ist ähnlich dem zuvor anhand Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 beschriebenen, daher werden für gleiche Teile identische Bezugszeichen verwendet und lediglich die Unter- schiede beschrieben. Im Unterschied zu dem Magnetsystem nach Fig. 2 tauchen die Eisenkerne 22' der HTSL-Spulen 23' nicht in die zweite ringförmige Isolierung 24' ein (vgl. auch Fig. 6 und Fig. 7) . Dadurch kann die thermische Isolation der HTSL-Spulen 23 ' verbessert werden. Zur magneti- sehen Kopplung der ersten Magneteinheit 20' mit der zweiten Magneteinheit 30 sind auf der Mantelfläche der Isolierung 24' Permanentmagnete 29' befestigt. Der Drehantrieb der ersten Einheit erfolgt wie bei der Aus führungsform nach Fig. 2 über Anlegen eines Wechselstromes an die Spulen 32 der zweiten Magneteinheit 30. Jedoch wirkt das Magnetfeld der Spulen 32 hier im Wesentlichen mit dem Magnetfeld der Permanentmagnete 29' zusammen, wodurch die erste Magneteinheit 20' drehangetrieben wird.
Zwischen der Isolierung 24 ' und dem Eisenkern 22 ' kann ein nicht dargestellter magnetischer Rückschluss, z.B. in Form eines Eisenrings sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Verfahren zum induktiven Erwärmen eines Werkstücks durch Drehen einer ersten Magneteinheit mit mindes- tens einer supraleitenden Spule um das Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer zweiten Magneteinheit ein sich um die Drehachse der ersten Magneteinheit drehendes und die erste Magneteinheit antreibendes Magnetfeld erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Magnetfeldes um die erste Magneteinheit angeordnete Spulen der zweiten Magneteinheit mit einem Wechselstrom beaufschlagt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Magnetfeldes Permanentmagneten und/oder mindestens eine gleichstromdurchflosse- ne Spule der zweiten Magneteinheit um die Drehachse der ersten Magneteinheit gedreht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die supraleitende Spule mit
Gleichstrom gespeist wird.
5. Vorrichtung zur induktiven Erwärmung eines in einen Werkstückhalter eingespannten Werkstückes (2) mit einer ersten Magneteinheit (20, 20'), die mindestens eine supraleitende Spule (23, 23') hat und um das
Werkstück (2) drehbar ist, wobei das von der supraleitende Spule (23, 23') erzeugte Magnetfeld das induktiv zu erwärmende Werkstück (2) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine zweite Magneteinheit (30) hat, die ein um die Dreh- achse der ersten Magneteinheit (20, 20') rotierendes Magnetfeld erzeugt, um die erste Magneteinheit um das Werkstück zu drehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die supraleitende Spule (23, 23') an eine Kon- stantstromquelle angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Magneteinheit (20, 20') eine Ausnehmung hat, in die das Werk- stück (2) einbringbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Magneteinheit (20,20') mindestens zwei supraleitende Spulen (23, 23') hat, die zumindest etwa äquidistant um die Ausnehmung angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Magneteinheit (30) mindestens zwei relativ zum Werkstückhalter ortsfeste, mit einem Wechselstrom beaufschlagte Spulen hat.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Magneteinheit Permanentmagneten und/oder mindestens eine gleichstromgespeiste Spule hat, die um die Drehachse der ersten Magneteinheit drehangetrieben sind bzw. ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magneteinheit (20') drehfest mit der supraleitende Spule (23') verbundene Permanentmagneten (29') hat, wo- bei die Permanentmagneten (29') zwischen der supra- leitenden Spule (23 ') und der zweiten Magneteinheit (30) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der supraleiten- den Spule (23, 23') und der zweiten Magneteinheit (30) eine Vorrichtung zur thermischen Isolation (24, 24') ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur thermischen Isolation (24, 24') zwischen der supraleitenden Spule (23, 23') und der zweiten Magneteinheit (30) einen va- kuumierten Hohlraum hat .
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, gekennzeichnet durch einen parallel zur Drehachse der ersten Magneteinheit (20, 20') schubangetriebenen Werkstückhalter .
PCT/EP2008/006333 2007-08-23 2008-07-31 Verfahren und vorrichtung zur induktionserwärmung eines metallischen werkstücks WO2009024253A1 (de)

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