DE1168093B

DE1168093B - Induction heating system for metal blocks

Info

Publication number: DE1168093B
Application number: DEB59449A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Faber; Dipl-Ing Arno Finzi
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1960-09-21
Filing date: 1960-09-21
Publication date: 1964-04-16
Also published as: SE304033B; CH392899A; GB928980A; BE608308A

Description

Induktionserwärmungsanlage für Metallblöcke Vor der Weiterverarbeitung von Metallblöcken in Strangpressen oder Kabelpressen werden meist induktive Erwärmungsanlagen benutzt, um eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der zur Verwendung kommenden Metallblöcke zu erzielen. Während des Pressens werden die Blöcke aber durch die auf sie einwirkende Verforinungsarbeit zusätzlich erwärmt. Die Blöcke haben beim Einbringen in die Presse also eine niedrigere Temperatur als während des eigentlichen Arbeitsvorganges. Um während des gesamten Preßvorganges eine gleichmäßige Temperatur zu erhalten, was als isothermes Pressen bezeichnet wird, ist esdaher notwendig, den Anfang des Blockes, also den Teil des Blockes, der zuerst verformt wird, auf eine höhere Temperatur zu bringen als den restlichen Teil des Blockes, der durch die Verformungsarbeit während des Pressens zusätzlich erwärmt wird.Induction heating system for metal blocks before further processing of metal blocks in extrusion presses or cable presses are mostly inductive heating systems used to ensure rapid and even heating of the items to be used Achieve metal blocks. During pressing, however, the blocks are pushed through the The deformation work acting on them is additionally heated. The blocks have at Bringing into the press a lower temperature than during the actual press Work process. In order to maintain a uniform temperature during the entire pressing process to obtain what is called isothermal pressing, it is therefore necessary to the beginning of the block, i.e. the part of the block that is deformed first to bring a higher temperature than the rest of the block that passes through the work of deformation is additionally heated during pressing.

Man kann, um eine stärkere Erwärmung des in der Presse vorn liegenden Blockendes - das im folgenden als Blockkopf bezeichnet wird - zu erreichen, einen Teil der Induktionsspulen, die den für die Aufheizung des zu erwärmenden Blockes erforderlichen Strom in dem Block induzieren, abschalten, so daß z. B. nur der Blockkopf voll aufgeheizt wird. Man kann auch den Block so langsam aus der Erwärmungsvorrichtung herausziehen, daß das hintere Blockende stärker erwärmt wird als der übrige Teil des Blockes, und den Block vor dem Einbringen in die Presse umkehren. Beide Verfahren verschlechtern aber die mögliche Ausnutzbarkeit der Erwärmungseinrichtungen. Da häufig mehrere Erwärmungseinrichtungen auf eine Presse arbeiten, ist gegebenenfalls die ParalleIschaltung einer weiteren Erwärmungseinheit erforderlich, -um die geringere Ausnutzung der Einrichtung auszugleichen. Außerdem können, im besonderen wenn es sich um mehrere parallel angeordnete Erwärmungsvorrichtungen handelt, diese nur in einem gewissen Abstand von der Presse aufgestellt werden, so daß ein merklicher Transportweg bis zur Presse zurückzulegen ist, auf dem, abgesehen von dem allgemeinen Wärmeverlust durch Abstrahlung, ein Teil der Wärme des Blockkopfes in den restlichen Teil des Blockes abfließen kann, was praktisch ein teilweises Wiedererkalten des Blockkopfes bedeutet.In order to achieve greater heating of the end of the block at the front of the press - which will be referred to as the block head in the following - part of the induction coils that induce the current required for heating the block to be heated in the block can be switched off, see above that z. B. only the block head is fully heated. You can also pull the block out of the heater so slowly that the rear end of the block is heated more than the remainder of the block, and invert the block before placing it in the press. Both methods, however, worsen the possible utilizability of the heating devices. Since several heating devices often work on one press, it may be necessary to connect a further heating unit in parallel to compensate for the lower utilization of the device. In addition, especially if there are several heating devices arranged in parallel, these can only be set up at a certain distance from the press, so that a noticeable transport route to the press has to be covered on which, apart from the general heat loss due to radiation, a Part of the heat from the block head can flow away into the remaining part of the block, which in practice means a partial re-cooling of the block head.

Es sind zur Lösung wesentlich anderer Aufgaben, als sie in dem vorgenannten Zusammenhang in Frage kommen, induktive Erwärmungsanlagen bekannt, in denen Metallteile nacheinander in zwei verschiedenen induktiven Erwärmungsvorrichtungen erwärmt werden. Die Erfindung bedient sich solcher im Prinzip bekannter Anlagen, wobei die eingangs genannten Nachteile dadurch vermieden werden, daß für die Verwendung der Anlage zum Erwärmen von Metallblöcken, die in einer Strangpresse oder Kabelmantelpresse isotherm verpreßt werden sollen ' zur zusätzlichen Erwärmung der Köpfe der in einer ersten induktiven Erwärmungsvorrichtung gleichmäßig erwärmten Blöcke in der Nähe der Presse eine zweite induktive Erwärmungsvorrichtung angeordnet ist, in welche die Blöcke unmittelbar vor dem Verpressen mittels einer Fördervorrichtung für kurze Zeit so eingebracht werden, daß der Kopf sich im Wirkbereich des Induktors befindet.There are known inductive heating systems in which metal parts are heated one after the other in two different inductive heating devices for solving tasks that are significantly different from those that come into question in the aforementioned context. The invention makes use of such systems, which are known in principle, whereby the disadvantages mentioned at the beginning are avoided by the fact that for the use of the system for heating metal blocks that are to be isothermally pressed in an extrusion press or cable jacket press ' for additional heating of the heads of the first inductive heating device uniformly heated blocks near the press a second inductive heating device is arranged in which the blocks are introduced by means of a conveyor for a short time immediately before pressing so that the head is in the active area of the inductor.

Man kann die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung am Ende des Förderweges der Transportvorrichtung anordnen. Der Blockkopf muß dann entweder in die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung eingefahren und nach beendetem Zusatzerwärmungsvorgang wieder herausgefahren werden, oder aber die zusätzliche in ' duktive Erwärmungsvorrichtung wird über den Blockkopf gefahren und nach vollendetem Erwärmungsvorgang wieder zurückgefahren.The additional inductive heating device can be arranged at the end of the conveying path of the transport device. The block head must then either inserted into the additional inductive heating device, and be moved out again after completion of the addition the heating process, or the additional in 'inductive heating device is moved over the block header and moved back after completion of the heating process.

Die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung kann auch vor dem Ende der Transporteinrichtung angeordnet werden. Der Block fährt dann gegen einen Anschlag, der seine Lage so fixiert, daß der Blockkopf in die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung zu liegen kommt. Nach vollendetem Zusatzerwärmungsvorgang wird der Anschlag abgesenkt, ausgeschwenkt oder zurückgezogen und der Block der Presse zugeführt. Man kann den Anschlag, der den Block beirn Anfahren in eine solche zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung in seiner Lage fixiert, mit einem Endschalter versehen, der die Einschaltung der induktiven Zusatzheizung vornimmt und gleichzeitig die Stillsetzung der Fördervorrichtung bewirkt. Die Beendigung des Heizvorganges kann durch ein Zeitrelais, das zusammen mit der induktiven Heizung eingeschaltet wird und nach Ablauf der eingestellten Zeit abschaltet, durchgeführt werden. Ebenso ist es möglich, die remperatur des Blockkopfes mit einem Temperaturmeßinstrument durch Berühren des Kopfes oder mit einem Strahlungsmeßinstrument zu messen und bei Erreichen des Sollwertes die induktive Heizung abzuschalten und die Weiterleitung des betreffenden Blockes zur Stelle des Einbringens in der Presse einzuleiten.The additional inductive heating device can also be used before Be arranged at the end of the transport device. The block then drives against you Stop that fixes its position so that the block head in the additional inductive Heating device comes to rest. After the additional heating process has been completed the stop is lowered, swiveled out or withdrawn and the block of Press fed. You can use the stop that the block when approaching in such a additional inductive heating device fixed in position, with a limit switch provided that switches on the inductive additional heating and at the same time causes the conveyor device to stop. The termination of the heating process can be controlled by a time relay that works together with inductive heating is switched on and switches off after the set time has elapsed will. It is also possible to measure the temperature of the block head with a temperature measuring instrument by touching the head or with a radiation measuring instrument and at When the setpoint is reached, switch off the inductive heating and continue the transmission to initiate the relevant block at the point of introduction in the press.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt die F i g. 1. Hier sind drei Heizanlagen 1, l' und Y' nebeneinander zur Belieferung der Presse 9 angeordnet. In den Induktionsheizanlagen 1, l' und Y' werden Metallblöcke 2 gleichmäßig auf ihrer ganzen Länge erwärmt. Nach Erreichung der vorgesehenen Temperatur wird im Ausführungsbeispiel der Block 2 aus der Anlage Y' auf den Rollgang 4 geschoben.An exemplary embodiment is shown in FIG. 1. Here three heating systems 1, 1 ' and Y' are arranged next to one another for supplying the press 9. In the induction heating systems 1, 1 'and Y' , metal blocks 2 are heated evenly over their entire length. After the intended temperature has been reached, the block 2 is pushed from the system Y ' onto the roller table 4 in the exemplary embodiment.

Über den Rollgang wird der Block 2 bis an den Anschlag 7 gefahren. Der Anschlag 7 ist mit einem nicht dargestellten Endschalter versehen, der über eine Schalteinrichtung folgende Arbeitsgänge veranlaßt: Stoppen der Bewegung der Transporteinrichtung 4, Festhalten des Blockes durch Haltevorrichtung, damit der Block nicht beim Einschalten der Induktionsheizspule durch die dann auftretenden elektrodynamischen Kräfte aus der Spule herausgeschleudert wird, sowie Einschalten der Heizung der zusätzlichen induktiven Erwärmungsvorrichtung 5. Zusammen mit diesem Schaltvorgang wird ein Zeitrelals eingeschaltet, das nach einer einstellbaren Zeit die zusätzliche induktive Erwännungsvorrichtung 5 abschaltet. Die Abschaltung kann aber auch durch eine Temperaturmeßeinrichtung nach Erreichen des Temperatursollwertes des zusätzlich zu erwärmenden Blockendes vorgenommen werden. Zusammen mit der Abschaltung der zusätzlichen induktiven Erwärmungsvorrichtung wird zunächst die Haltevorrichtung 6 gelöst, sodann über eine Schalteinrichtung der Befehl für das Ausschieben -des Blockes durch die Vorrichtung 7 gegeben. Der Block wird vor die Ab- laufbahn gestoßen und betätigt dort einen Endschalter für die Ausschaltung dieser Bewegung. Durch eine weitere Schalteinrichtung kommt der Auswerfer 8 in Bewegung und befördert den Block durch Ab- rollen in die Presse oder auf einen besonderen Querschlepper 9'. der den Block vor den Pressenstempel befördert. Durch einen weiteren Endschalter wird nuamehr die Schalteinrichtung für den Quertransport des Blockes abgeschaltet. Gleichzeitig betätigt dieser Endschalter die Schalteinrichtung für die Rückführung des Querschleppers. Dieser kehrt in seine Endlage zurück, wo ein Endschalter den Fördermechanismus des Querschleppers abschaltet.Block 2 is moved over the roller table up to stop 7 . The stop 7 is provided with a limit switch, not shown, which initiates the following operations via a switching device: stopping the movement of the transport device 4, holding the block by holding device so that the block is not thrown out of the coil by the electrodynamic forces that occur when the induction heating coil is switched on is, as well as turning on the heater of the additional inductive heating device 5. Along with this switching operation is switched on a Zeitrelals which switches off the additional inductive Erwännungsvorrichtung 5 after an adjustable time. The shutdown can also be carried out by a temperature measuring device after the temperature setpoint of the block end to be additionally heated has been reached. Together with the switching off of the additional inductive heating device, the holding device 6 is first released, then the command for pushing out the block is given by the device 7 via a switching device. The block is pushed runway before the discounts and operated there a limit switch for the elimination of this movement. Through a further switching device, the ejector 8 is set in motion and conveys the block by switching off roll in the press or at a particular cross tractor 9 '. which conveys the block in front of the press ram. Another limit switch switches off the switching device for the transverse transport of the block. At the same time, this limit switch actuates the switching device for the return of the transverse tractor. This returns to its end position, where a limit switch switches off the conveyor mechanism of the cross tractor.

Eine andere Anordnung der zusätzlichen induktiven Erwärmungsvorichtung zeigt die F i g. 2. Hier ist die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung 5 um etwas mehr als eine Blocklänge vor dem Endpunkt der Transporteinrichtung 4 angeordnet. Der erwärmte Block kommt auch in diesem Falle aus einem der Induktionsheizöfen 1, l' und Y' heraus und wird über den Querschlepper 3 der Transporteinrichtung 4 zugeführt. Von dieser wird der Block bis an den Anschlag 7 gefahren, so daß der Blockkopf in die zusätzliche induktive Erwärinungsvorrichtung 5 hineinragt. Durch einen am Anschlag 7 angebrachten - nicht dargestellten - Endschalter, der beim Anfahren des Blockes betätigt wird, wird die Schalteinrichtung für die Transporteinrichtung 4 abgeschaltet und die Festhaltevorrichtung 6 betätigt. Gleichzeitig wird ein Zeitrelais eingeschaltet, das nach Ablauf einer Zeit, während der der Block mit Sicherheitszugabe festgehalten wird, die Schalteinrichtung für die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung 5 und ein weiteres Zeitrelais einschaltet. Nach Ablauf der Einstellzeit dieses Zeitrelais bzw. bei Verwendung einer Temperaturmeßvorrichtung nach Erreichen des vorgeschriebenen Temperatursollwertes schaltet das Zeitrelais bzw. die Temperaturmeßvorrichtung die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung aus. Gleichzeitig wird die Schalteinrichtung für die Festhaltevorrichtung 6 betätigt, so daß der Block frei wird. Danach wird über eine Schalteinrichtung der Anschlag 7 herausgefahren und weggeschwenkt. Durch einen Endschalter bzw. durch Abschaltung der zugehörigen Schalt-und Fördereinrichtung wird diese Bewegung beendet. Anschließend wird die Schalteinrichtung für die Transporteinrichtung 4 sowie für den Festhalter und Ausstoßer 6 betätigt, so daß der Block bis zum Anschlag 7' vorgefahren und der Festhalter zur Seite gefahren wird. Am Anschlag 7' ist ein Endschalter angebracht, der die Transportvorrichtung 4 stillsetzt. Der Endschalter schaltet außerdem die Schalteinrichtung für den Querschlepper 9' und für die Rückbewegung von Anschlag 7 ein. Der Anschlag 7 wird dann wieder eingeschwenkt, in die Spule 5 eingefahren und in seiner Endlage durch einen Endschalter stillgesetzt, worauf die zusätzliche induktive Erwärmungsvorrichtung fÜr die Beschickung durch den nächsten Block bereit ist. Inzwischen ist der fertigerwärmte Block durch den Querschlepper 9' vor den Pressestempel eingefahren worden. Diese Bewegung wird durch Anfahren eines Endschalters beendet. Der gleiche Endschalter schaltet nach Ablegen des Blockes die Einrichtung für die Rückführung des Ouerschleppers 9' ein. In der Ausgangslage wird durch einen Endschalter der Antrieb des Querschleppers 9' stillgesetzt. Für die Durchführung sämtlicher Bewegungsvorgänge können Antriebe beliebiger Art, z. B. hydraulische, pneumatische, elektromotorische oder elektromagnetische Vorrichtungen, dienen.Another arrangement of the additional inductive heating device is shown in FIG. 2. Here the additional inductive heating device 5 is arranged a little more than a block length in front of the end point of the transport device 4. In this case, too, the heated block comes out of one of the induction heating ovens 1, 1 ' and Y' and is fed to the transport device 4 via the transverse tractor 3. From this the block is moved up to the stop 7 so that the block head protrudes into the additional inductive heating device 5 . The switching device for the transport device 4 is switched off and the retaining device 6 is actuated by a limit switch ( not shown ) attached to the stop 7, which is actuated when the block is approached. At the same time, a time relay is switched on, which switches on the switching device for the additional inductive heating device 5 and another time relay after a period of time during which the block is held with safety allowance. After the setting time of this time relay has elapsed or, if a temperature measuring device is used, after the prescribed temperature setpoint has been reached, the time relay or the temperature measuring device switches off the additional inductive heating device. At the same time, the switching device for the retaining device 6 is actuated so that the block is free. Then the stop 7 is moved out and pivoted away via a switching device. This movement is ended by a limit switch or by switching off the associated switching and conveying device. Then the switching device for the transport device 4 and for the retainer and ejector 6 is actuated, so that the block is advanced to the stop 7 ' and the retainer is moved to the side. A limit switch, which stops the transport device 4, is attached to the stop 7 ′. The limit switch also switches on the switching device for the cross tractor 9 ' and for the return movement of stop 7 . The stop 7 is then swiveled in again, retracted into the coil 5 and stopped in its end position by a limit switch, whereupon the additional inductive heating device is ready for loading by the next block. In the meantime, the block, which has been warmed up by the paver, has been brought in by the cross tractor 9 'in front of the press ram. This movement is ended when a limit switch is approached. The same limit switch switches on the device for the return of the Ouerschlepper 9 ' after the block has been deposited. In the starting position, the drive of the transverse tractor 9 'is stopped by a limit switch. Drives of any type, e.g. B. hydraulic, pneumatic, electromotive or electromagnetic devices are used.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern mancherlei Abwandlungen fähig. Z. B. kann die Zahl der Erwännungsanlagen 1 bis Y' auch größer oder kleiner als drei sein. Die zusätzliche Erwärmungsvorrichtung kann auch verschiebbar angeordnet sein, so daß sie über den zusätzlich zu erwärmenden Blockkopf geschoben und nach erfolgter zusätzlicher Erwärmung wieder zurückbefördert wird. Die Steuerung der Bewegungsvorgänge kann dabei sinngemäß in ähnlicher Weise erfolgen, wie bei den behandelten Beispielen beschrieben ist.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described, but rather is capable of various modifications. For example, the number of extension systems 1 to Y 'can also be greater or less than three. The additional heating device can also be arranged displaceably, so that it is pushed over the block head to be additionally heated and is conveyed back again after additional heating has taken place. The movement processes can be controlled in a manner similar to that described in the examples discussed.

Claims

Claims: 1. Induction heating system in which metal parts are heated one after the other in two different inductive heating devices, characterized in that for the additional heating of the heads of the in a first inductive heating device (1, 1 ', V') uniformly heated blocks (2) in the vicinity of the press (9) a second inductive heating device (5) is arranged in which the blocks immediately before pressing by means of a ' conveyor device ( 4) are introduced for a short time so that their head is in the angular range of the inductor.

2. Induction heating system according to claim 1, characterized in that the first inductive heating device for the uniform heating of the blocks is divided into several units (1, l ', Y') which alternately supply the second inductive heating device. 3. Induction heating system according to claim 1 or 2, characterized in that the second induction heating device (5) is movably arranged at the end of the conveying path to the press so that it can be moved over the front end of a block lying on the transport device. 4. induction heating system according to claim 1 or 2, characterized in that the second induction heating system (5) is fixedly arranged at the end of the conveying path to the press and that the blocks by means of the conveying device (4) with their front end in the second inductive heating device (5) are retractable. 5. Induction heating system according to claim 1 or 2, characterized in that the second inductive heating device (5) is set up for conveying the blocks on their way to the press and is provided with a holding device for temporarily holding the blocks in a position in which the front one End of the block is in the heater. 6. Induction heating system according to one of the preceding claims, characterized by a switching and control device through which the promotion of the blocks from the first to the second inductive heating device and the input and output in a known dependence on limit switches, stops with switching devices, timers and temperature measuring devices Elimination of the latter and the further conveyance of the blocks to the press can be controlled automatically. Documents considered: German Patent No. 896 244; German Auslegeschrift No. 1083 555; U.S. Patent No. 2,572,073.