DE1095420B

DE1095420B - Induktionsspulenanordnung zum Erwaermen oder Schmelzen elektrisch leitender Massen

Info

Publication number: DE1095420B
Application number: DEA29140A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Borut Marincek
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; AEG AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; AEG AG
Priority date: 1958-03-26
Filing date: 1958-03-26
Publication date: 1960-12-22

Description

DEUTSCHES

Die Befestigung der Induktionsspule bereitet, insbesondere bei großen Schmelzöfen, Schwierigkeiten. Einerseits verursachen die sehr starken Magnetfelder eine erhebliche Beanspruchung der Spule in sich und ihrer Halterung, andererseits soll die Spulenanordnung auch unempfindlich gegen Feuchtigkeit, z. B. Kondenswasser, sein, deren Eindringen Anlaß zu elektrischen Überschlägen sein kann. Weiterhin soll aber die Spule bei eventuellen Reparaturen leicht zugänglich und auswechselbar sein.

Es ist bekannt, die Spule entweder am Ofenkörper zu fixieren oder aber sie fest mit den eventuell vorhandenen Magnetjochen zu verbinden. Bei kleineren Spulen ist es bekannt, diese in zementähnliche Stoffe, z. B. in Schaumbeton, oder auch in Kunstharze zu vergießen. Derartige kleinere Spulen sind bei Schmiedeerwärmungsanlagen auch mit metallischen, nicht mit der Spule verbundenen Endplatten bekannt. Bei großen Spulen war dieses Verfahren nicht befriedigend, da das Vergießen zur Festlegung der Spule nicht ausreicht. Auch eine Ofenspulenanordnung ist bekannt, bei der die Spule das tragende Gerüst für den Aufbau der Ofenwandung ist. Diese Konstruktion, die der Spule noch die Aufgabe der mechanischen Versteifung des Aufbaues des Ofens zuschreibt, ist nachteilig. Gerade die elektrisch hochbelastete Spule soll von mechanischen Beanspruchungen entlastet werden.

Um. den Spulen von Induktionserwärmungsanlagen, insbesondere denen großer Schmelzöfen, eine solche Stabilität zu geben, daß sie auch bei den erheblichen mechanischen und thermischen Beanspruchungen, insbesondere Wechselbeanspruchungen, zu einem stabilen Bauteil der Anlage werden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die obere und die untere Windung der Spule je mit einem vorzugsweise geschlitzten Endring zu verbinden und diese beiden Ringe mittels isolierender Bolzen gegeneinander zu verspannen und dieses Bauteil vorzugsweise dann mit einem geeigneten Füllmittel zu vergießen.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Induktionsspulenanordnung zum Erwärmen oder Schmelzen elektrisch leitender Massen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die obere und die untere Spulenwindung je mit einem der Stromzuführung zur Spule dienenden Endring etwa des Durchmessers, der dem Durchmesser der vergossenen Spule entspricht, durch Löten, Schweißen oder Nieten fest und elektrisch leitend verbunden ist und daß diese beiden Endringe durch isolierende Bolzen oder durch Befestigung im Füllmittel so gegeneinander mechanisch verspannt werden, daß die Spule nach Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen den beiden Endringen mit Schaumbeton, Schmelzzement oder einer gießfähigen Mischung aus Kunststoffen mit Harzen so vergossen ist, daß sie in sich stabil ist und einen starren, kompakten Körper ergibt.

Induktionsspulenanordnung

zum Erwärmen oder Schmelzen

elektrisch leitender Massen

Anmelder:

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft,
Berlin-Grunewald, Hohenzollerndamm 150, und Deutsche Edelstahlwerke

Aktiengesellschaft,
,,. Krefeld, Oberschlesienstr. 16

Dr.-Ing. Borut Marincek, Küsnach, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Gegenüber den bekannten Ausführungen hat die Spule gemäß der Erfindung den Vorteil, daß die obere und untere Spulenwindung mechanisch absolut fest sind. Gerade an den Stirnseiten der Spulen neigte die verhältnismäßig dünne Schicht aus Leichtbeton zu Rißbildungen, und es gab die damit verbundenen Störungen. Gemäß der Erfindung ist die Spule zusammen mit der Betonmasse nun ein stabiles Bauteil geworden.

Oft kann bei Anwendung der Spulenanordnung gemäß der Erfindung auf die lameliierten, U-förmigen Joche, soweit diese der mechanischen Halterung dienten, verzichtet werden. Selbst bei hoher Temperaturwechselbeanspruchung behält diese Spule ihre Lage. Es gibt keine Risse der Spulenauskleidung, und die Lebensdauer der Auskleidungen bzw. der Ofenzustellungen ist erheblich erhöht. Insbesondere bei großen Anlagen ist dieses ein bedeutender wirtschaftlicher Vorteil. Hier kann die kompakte Spulenanordnung im Störungsfalle dann auch leicht ausgewechselt werden, wobei die Spule gegen Schäden beim Ein- oder Ausbau geschützt ist. Eine sichere Isolierung gegenüber den hohen Spannungen, etwa 3 kV, ist erreicht.

Die Fertigung der Spulenanordnung gemäß der Erfindung ist wirtschaftlich, da die Gießform einfach ist und keine Deckel mehr benötigt werden. Auch ist die besondere Festlegung der Kabel- und Wasseranschlüsse bei der Spulenanordnung gemäß der Erfindung entbehrlich.

Die geschlitzten, also metallisch nicht geschlossenen Endringe mögen aus Kupferblech geringer Stärke bestehen und sind mit der oberen bzw. unteren Spulenwindung beispielsweise durch Löten, Schweißen oder

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Nieten verbunden. Auch andere schlüssige Verbindungsarten sind möglich.

Nun können die beiden Ringe, die mit der oberen bzw. unteren Spulenwindung verbunden sind, beispielsweise durch Bolzen aus isolierendem Material in üblicher Weise verbunden und verspannt werden. Diese Spulenanordnung wird dann mit einem Füllmittel vergossen, so daß sich ein kompakter, mechanisch starrer Körper ergibt. Als Füllmittel kann vorzugsweise Schaumbeton, Schmelzzement oder auch eine Mischung aus Kunststoffen mit Harzbeton dienen. Eine andere Möglichkeit der Fixierung der Endringe besteht darin, kürzere Bolzen nach Art der Steinschrauben in die Vergußmasse einzugießen und mittels dieser Bolzen nach dem Erstarren den jeweiligen Endring zu verspannen. Diese einzugießenden Bolzen müssen mit Widerhaken od. ä. versehen sein; zumindest müssen sie eine rauhe Oberfläche haben, um in dem erstarrten Füllmittel zu halten.

Zur zusätzlichen Armierung und zur Halterung der einzelnen Spulenwindungen können Armierungsstücke geeigneter Formgebung auf der Außenseite der Windungen verteilt sein. Dadurch wird eine sichere Festlegung im Sinne einer rüttelfesten Verkrallung der Spulenwindungen in dem Füllmittel erzielt.

Der obere und der untere Endring können, wenn sie nicht von der Vergußmasse überzogen werden, durch Anstrich oder Oxydierung usw. berührungssicher isoliert werden. Dann können derartige Spulen in Schmiede-, Lot- oder Glühanlagen ohne besondere Gehäuse gefahrlos eingesetzt werden. Die Anschlüsse zu der Spule liegen normalerweise an den Endringen. Für den elektrischen Anschluß wird zweckmäßig an jeden Endring ein Auge angeschweißt, das den Stromanschluß an Kabel oder Schiene gestattet.

Die Wasserzuführung kann am Endring mittels Tüllen, Schnellverschlüssen od. ä. geschehen. Sind mehrere Strom- oder Kühlkreise notwendig, können Anschlüsse auch jederzeit aus dem erstarrten Füllmittel nach außen geführt sein.

Die Figuren geben ein Beispiel der Spulenanordnung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt längs eines Durchmessers durch eine Spulenanordnung gemäß der Erfindung. Die Spule ist mit 1 bezeichnet. Die beiden Endringe gemäß der Erfindung, die jeweils mit der oberen bzw. unteren Spulenwindung verbunden sind, haben die Bezeichnungen 2 und 3. Der äußere Durchmesser dieser Endringe ist größer als der Spulendurchmesser. Der damit entstandene Raum zwischen den Endringen ist mit einem Füllmittel 4 ausgegossen. 5 sind Bolzen aus Isolierstoff, die die Endringe verspannen.

Fig. 2 enthält die Bezugszeichen wie Fig. 1. Hier wird die Spule in der Draufsicht dargestellt. 6 ist das Auge für den Stromanschluß im oberen, 7 im unteren Endring. Die Endringe haben bei 8 einen Schlitz. Kühlwasseranschlüsse sind der Übersichtlichkeit der Figur halber nicht dargestellt. Die Form der Spule ist in der Figur ίο rund dargestellt. Sie kann aber ebenso auch oval oder rechteckig sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Induktionsspulenanordnung zum Erwärmen oder Schmelzen elektrisch leitender Massen, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Spulenwindung je mit einem der Stromzuführung zur Spule dienenden Endring etwa des Durchmessers, der dem Durchmesser der vergossenen Spule entspricht, durch Löten, Schweißen oder Nieten fest und elektrisch leitend verbunden ist und daß diese beiden Endringe durch isolierende Bolzen oder durch Befestigung im Füllmittel so gegeneinander mechanisch verspannt werden, daß die Spule nach Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen den beiden Endringen mit Schaumbeton, Schmelzzement oder einer gießfähigen Mischung aus Kunststoffen mit Harzen so vergossen ist, daß sie in sich stabil ist und einen starren, kompakten Körper ergibt.

2. Induktionsspulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endringe beispielsweise durch Anstrich oder Oxydation berührungssicher isoliert sind.

3. Induktionsspulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spulenwindungen auf ihrem äußeren Umfang mit geeigneten Armierungsstücken versehen sind, die nach dem Erstarren des Füllmittels die Halterung der Windungen verbessern.

4. Induktionsspulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule rund, oval oder rechteckig ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 496 462;
britische Patentschrift Nr. 501027;
USA.-Patentschriften Nr. 2180 513, 2 743 345,
780 706, 2 806 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen