CH287016A - Einrichtung zum induktiven Erwärmen vorzugsweise langgestreckter Metallgegenstände. - Google Patents

Description

  Einrichtung zum induktiven Erwärmen vorzugsweise     langgestreckter    Metallgegenstände.    Bei der induktiven Erwärmung     lang-          gestreekter    Metallgegenstände, z. B. Rohre,  hat sich gezeigt,     dass    es nicht möglich ist, den  hier vorhandenen     lanaen        Kraftlinienweg    ein  wandfrei zu induzieren.

   Eine weitere     Sehwie-          rigkeit    besteht darin,     dass    bisher Induktions  öfen im Gegensatz zu solchen mit     Wider-          standshelzung        mir    einphasig betrieben werden  konnten, weil die hier verwendete einzige<B>In-</B>  duktionsspule     nieht    an Drehstromnetze ange  schlossen werden kann.

   Der einphasigen Be  lastung von öffentlichen Netzen ist     jedoeh          dureh    mehr oder weniger strenge     Vorsehrif-          ten    eine Grenze nach oben gesetzt, so     dass     man gezwungen war, Umformer oder beson  dere Mittel, wie z. B. Kondensatoren oder  dergleichen, vorzusehen, um die einphasige Be  lastung     mögliehst        -leiehmässig    auf alle drei  Phasen des     Anschlussnetzes    zu verteilen.  



  Es bestand daher     sehon    lange der Wunsch       naeh    einem Induktionsofen, der ohne beson  dere Mittel direkt vom Drehstromnetz betrie  ben werden kann. Bei     MassenfertigLing    wurde  dies zwar schon lange dadurch erreicht,     dass     man den Induktionsofen mit drei Heizstellen  versah, deren Spulen     gleiehmässig    an das  Drehstromnetz angeschlossen werden.

   Werden  diese Heizstellen aber dann nicht, gleichzeitig       beselliekt        und    entladen, so entsteht trotzdem  eine     un,-leieliiiiässice        Belastun-    des     Dreh-          Zn        L,          stromnetzes.    Dabei nehmen die drei     CTLitstüeke          aiieh        leiebt    eine     ungleiehmässige    Endtempera-         tur    an, was naturgemäss zu     Aussehuss    führen  kann.

   Ausserdem ist die Verwendung von drei  Heizstellen häufig weder erforderlich noch er  wünscht und bei grösseren Arbeitsgütern  wegen des erhöhten Leistungsbedarfes gar  nicht möglich.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sieh  auf eine Einrichtung zum induktiven Er  wärmen vorzugsweise     langgestreekter    Metall  gegenstände mittels von einem Eisenpaket  umschlossenen Spulen. Gemäss der Erfindung  werden die erwähnten Nachteile der bisheri  gen induktiven     Heizeinriehtungen    dadurch  vermieden,     dass    der     zum    Teil durch das Eisen  paket, zum Teil durch den Metallgegenstand  verlaufende magnetische     Kraftlinienweg    in  mindestens drei übereinander angeordnete       Einzelahsehnitte    unterteilt wird, die von an  verschiedenen Phasen des Drehstromnetzes an  geschlossenen,

   den zu erwärmenden Gegen  stand     zyl.indriseh        umsehliessenden    Einzelspu  len     indLiziert    werden.  



  In den     Abb.   <B>1</B> und 2 sind Ausführungs  beispiele der Erfindung dargestellt. Hier zeigt       Abb.   <B>1</B> die Unterteilung des Kraftweges beim  Glühen eines Rohres, während     Abb.        la    einen  Querschnitt des Eisenkernes senkrecht zur  Achse darstellt.     Abb.    2 zeigt, wie ein Schmelz  tiegel erhitzt wird. Zur besseren Übersicht  sind in beiden Abbildungen gleiche     Bezeieh-          nungen    für     gleiehe    Teile gewählt.  



  Der     Induktionsofen    für     langgestreckte    Me-           tallteile    besteht, wie aus     Abb.   <B>1</B> hervorgeht,  aus den     gebleehten,        zweckmässigerweise        stern-          Törmig    angeordneten     Joehstüel,-en    a" die von  den mit     b    bezeichneten Einzelspulen induziert  werden.

   Die Spulen umschliessen das hier als  Rohr<B>c</B> dargestellte     Gutstüek.    Werden die  Spulen erregt, so bildet sich ein     Kraftfluss,     der seinen Weg über die     geblechten        Tochstüeke     <B>a</B> und deren     polsehuhartige        Fortsätze        d        züi     den Wandungen des eisernen Rohres nimmt,  und letztere stark induziert, wobei das Gut  stück durch die hierbei auftretenden Wirbel  ströme und     Hystereseverluste    auf- die ge  wünschte Temperatur gebracht wird.

   In der  Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel ge  wählt, bei dem der gesamte     Kraftlinienweg    in  sechs Einzelabschnitte I,     II,        III    und     la,        IIa,     Ma unterteilt ist, die von den Spulen     b    indu  ziert werden. Zweckmässig werden die Spulen  der jeweils mit den gleichen Zahlen bezeich  neten Abschnitte an die gleiche Phase des  Drehstromnetzes angeschlossen     und    können<B>je</B>  nach Bedarf in Reihe oder parallel geschaltet  werden.

   Selbstverständlich kann man den In  duktionsofen in sinngemässer Weise auch mit  neun oder mehr Spulen ausbilden     bzw.    kommt  man bei kürzerem     Kraftlinienweg    mit     nur    drei  Spulen aus. Beim     Anschluss    an das Dreh  stromnetz     ist    zu beachten,     dass    jeweils der mo  mentane     Kraftfluss    von zwei     aufeinanderfol-          genden    Spulen die entgegengesetzte     Riehtung     annimmt, wie dies in der Abbildung durch  Pfeile dargestellt ist.

   Würde man nämlich     auf     die Polarität des     Spulenanschlusses    keine       Rücksieht    nehmen und alle Spulen im gleichen  Sinne erregen, so ergäbe sich,     dass    sich die  magnetischen     Kraftflüsse    in den verlängerten  Polschuhen cl gegenseitig aufheben. Eine     er-          hebliehe    zusätzliche Streuung und damit un  gleichmässige Erwärmung des     GLitstüekes     wären die Folgen.

   In solchen Fällen, wo be  sonders hohe Anforderungen an die Gleich  mässigkeit der Erwärmung gestellt werden, ist  es zweckmässig, das     Gutstilek   <B>c</B> während der       Induk,tion    in Richtung der     Spulenaehse    hin  und her zu bewegen, was auch bei grösseren  Öfen ohne weiteres durch     mechanisehe    Hilfs  mittel erreicht werden kann.

      Bei der     E,        rwärmung    des Tiegels nach       Abb.    2 ist die Anordnung prinzipiell die     glei-          ehe    wie     inzlbb.   <B>1.</B> Auch hier wird der eiserne  Tiegel e über die     geblechten        Joehstüeke    a mit  ihren     polsehuhartigen        Fortsätzen        (1        ind-Liziert     und damit erwärmt.

   Uni jedoch gleichzeitig  auch eine Erwärmung des     Tiegelbodens    zu er  zwingen, ist der unterste Polschenkel nach  innen verlängert -und mit einem Ansatz<B>f</B> ver  sehen, über welchen die von der Spule des       Absehnit,tes        III        lierführenden    Kraftlinien zum  Boden des Tiegels geleitet werden.

   Zum Schutz  der Spulen und     aueh    zum besseren     Wärme-          ausgleieh    ist es     zweekiiiässig,    einen     Wärme-          seliutz   <B>g</B> vorzusehen, der in     gleieher    Anord  nung auch bei     langgestreekten        Criitstüeken     wie in     Abb.   <B>1</B> verwendet werden kann.

   Mit       P"üelzsieht    darauf,     dass    ein Tiegel wohl nie  mals die Länge -eines Rohres erreicht., dürften  hier in den meisten Fällen drei Spulen     bzw.     <B>1</B>     xbsehnitte        1,        11        und        111        ausreichen,        die        in     der beschriebenen Weise in Stern oder Drei  eck an das Drehstromnetz     angesehlossen    wer  den.  



  Die Anordnung nach     der    Erfindung ge  stattet also im Gegensatz zu bisherigen Aus  führungen ohne weiteres den     Anschluss    an  normale Drehstromnetze. Damit kann auch bei  grösseren Gegenständen eine gleichmässige  Phasenbelastung gewährleistet, werden, -und  jedes Gutstück kann individuell, das heisst  also unabhängig von andern zu glühenden  Teilen, auf die     gewünsehte    Temperatur     ge-          braeht    werden.

   Als weiterer Vorteil ist auch  anzusehen,     dass        Gutstlieke    mit, erheblichen  Formabweichungen geglüht. werden können,  denn die Unterteilung des Kraftweges erlaubt  es, die     polsehuhartigen        Fortsätze   <B>d</B> weitgehend  an das     Gutstilek    anzupassen.

   Zweckmässig  wird man jedoch hierbei nicht. ein durch  gehendes Joch verwenden, sondern den     ma-          gnetisehen    Teil des Induktionsofens aus Ein  zelteilen zusammensetzen, die jeweils aus einer  Spule mit ihrem zugehörigen     loehstüek    und  den     Polsehenkeln    bestehen.     Solehe    Elemente  können dann     baukastenartio,        aufeinanderge-          setzt    werden.      Bei der Anordnung nach der Erfindung  ist es auch möglich, Spulen mit verschiede  nem Durchmesser zu verwenden, wodurch       Formabweiehungen    ganz erheblicher Distanz  beherrscht werden können.

   Sollten dabei die  grösseren Spulen auch eine grössere Leistung  aufnehmen, so kann eine     ungleiehmässige    Pha  senbelastung trotzdem leicht dadurch vermie  den werden,     dass    jeweils Spulen mit grösserem       tind    kleinerem Leistungsbedarf zusammenge  schaltet und an die gleiche Phase angeschlos  sen werden. Damit ist es leicht möglich, auch  in Sonderfällen die Belastung gleichmässig     auf     alle drei Phasen des Drehstromnetzes zu ver  teilen. Auch hier ist eine Regulierung der       Helzleistung    durch Umschalten von Stern     auf          Dreieek    oder umgekehrt möglich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung züm induktiven Erwärmen vor zugsweise langgestreekter Metallgegenstände mittels von einem Eisenpaket umschlossenen Spulen, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Teil durch das Eisenpaket, zum Teil durch den Metallgegenstand verlaufende magne tische Kraftlinienweg in mindestens drei über einander angeordnete Einzelabschnitte unter teilt ist, die von an versehiedenen Phasen eines Drehstromnetzes angesehlossenen, den zu erwärmenden Gegenstand zylindrisch um- sehliessenden Einzelspulen induziert werden.

   UNTERANSPRüCHE: <B>1..</B> Einrichtung nach Patentanspruch, da- (Iareh gekennzeichnet" dass das für sämtliche Spulen gemeinsame Eisenpaket zwischen den Spulen polsehuhartige Fortsätze bildet, die nahe an den zu erwärmenden Gegenstand lierangeführt sind und von denen jeder ge meinsam für die jeweils benachbarten ent gegengesetzt gerichteten magnetischen Teil flüsse verwendet wird. 2.

   Einrichtung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet dass der zu erwärmende Tegenstand innerhalb der Spulen in Richtung der Spulenachsen hin und her bewegt wird. <B>3.</B> Einriehtung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass mindestens drei Teilspulen vorgesehen sind. 4.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da- dareh gekennzeichnet, dass der magnetische Teil des Induktionsofens baukastenartig als Einzelelemente zusammengesetzt ist, der<B>je-</B> weils aus einer Spule mit ihrem zugehörigen .Jochstüek und den zugehörigen polsehuharti- gen Fortsätzen bestehen.