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Verfahren und Anordnungen zur Induktionsheizung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnungen zur Induktionsheizung von zwei benachbarten metallischen Rändern.
Es ist bereits bekannt, hiefür Induktoren zu benutzen, welche sich längs der zu erwärmenden Ränder erstrecken und von elektrischen Strömen entsprechender Frequenz durchflossen werden, welche von der industriellen Frequenz von 50 Hz (Niederfrequenzströme) bis zu mehreren tausend Hz (Mittelfrequenzströme) gehen und selbst mehrere hundert kHz (Hochfrequenzströme) erreichen kann, welche in den beiden benachbarten metallischen Rändern Sekundärströme induzieren, welche diese Ränder auf die gewünschte Temperatur bringen. Derartige Induktoren können als Längsinduktoren gekennzeichnet werden.
In der Praxis bringt jedoch die Verwendung von Längsinduktoren gewisse Nachteile mit sich, insbesondere bei ihrer Benutzung in Verfahren zur fortlaufenden Erwärmung, bei welchen die zu erwärmenden metallischen Ränder in der Höhe der Induktoren vorbeilaufen. Die Längsinduktoren sind dann auf ihre ganze Länge den Wärmestrahlen der erwärmten Ränder ausgesetzt, und ausserdem ist es zur Erzielung einer gleichmässigen Wirkung unerlässlich, dass die geometrischen Kenngrössen der durch die Induktoren und die Ränder gebildeten Anordnung konstant bleiben. Diese Forderung ist in industriellen Anlagen nicht immer erfüllt, was Schwankungen der Qualität der mit diesen Verfahren hergestellten Produkte mit sich bringt.
Ferner ist es bekannt, insbesondere bei der fortlaufenden Herstellung von längsverschweissten Rohren durch Annäherung und Verschweissung der benachbarten Ränder eines Bandmaterials, dieses vorher gebogene Bandmaterial mit einem kreisförmigen Induktor zu umgeben. Die von einem derartigen Induktor induzierten Ströme entwickeln sich längs der Ränder, und der Stromkreis schliesst sich durch den Rücken des Bandmaterials an der Stelle des Induktors und des Schweisspunkts.
In gewissen praktischen Fällen kann jedoch eine derartige Anordnung nicht benutzt werden, u. zw. entweder weil der Heizvorgang nicht zur Vorbereitung eines Schweissvorgangs bestimmt ist, wobei dann kein gemeinsamer Punkt zwischen den beiden zu erwärmenden Rändern vorhanden ist, oder weil der Induktor in einer solchen Entfernung von der Berührungsstelle angeordnet werden muss, dass die gewünschte Wärmewirkung nicht erreicht wird.
Es ist auch bekannt, bei einer Einrichtung zur Oberflächenerhitzung von Metallteilen senkrecht zur Längsausdehnung der Metallteile angeordnete Spulen vorzusehen und in je zwei benachbarten Spulen den Strom gegensinnig durchlaufen zu lassen. Diese Spulen müssen dabei von einem gemeinsamen Magnetjoch umgeben sein. Mit einer solchen Anordnung ist aber der hier verfolgte Zweck unmöglich zu erreichen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen, welche gestatten, durch Induktion zwei benachbarte metallische Ränder zu erwärmen, wobei die Benutzung von Längsinduktoren vermieden und gewissen Nachteilen der quer zu den zu erwärmenden Rändern angeordneten Induktoren
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abgeholfen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils mittels Induktoren, die von elektrischen Wechselströmen geeigneter Frequenz durchflossen werden und die sich in unmittelbarer Nähe des oder der Metallteile befinden, wobei die induzierten Ströme längs der zu erhitzenden Ränder laufen und sich dort konzentrieren, ist dadurch gekennzeichnet, dass man das oder die Metallteile kontinuierlich durch wenigstens zwei Induktoren so hindurchlaufen lässt, dass sie dabei die von den Induktorschleifen aufgespannten Flächen durchqueren, wobei die Induktoren in der Durchlaufrichtung der Metallteile im Abstand voneinander angeordnet sind und dass man jeweils benachbarte Induktoren mit Strömen in Gegenphase speist.
Die Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus wenigstens zwei Induktoren besteht, welche die zu erwärmenden Metallteile umfassen, so dass die von den Induktorschleifen aufgespannten Flächen von der Längsachse des oder der Metallteile durchquert werden, wobei die Induktoren in Richtung der Längsachse des oder der Metallteile jeweils einen bestimmten Abstand voneinander besitzen, und dass die Induktoren an eine oder an mehrere Wechselstromquellen so angeschlossen sind, dass jeweils benachbarte Induktoren mit Strömen in Gegenphase gespeist werden.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielshalber erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen schaubildlichen Ansicht das Grundprinzip des erfindungsgemässen Verfahrens. Fig. 2 zeigt eine aus der Anordnung der Fig. l abgeleitete Anordnung zur Herstellung von längsverschweissten Rohren. Fig. 3 zeigt schaubildlich die Herstellung von längsverschweissten quadratischen Rohren durch Verschweissung von zwei U-Profilen. Fig. 4 zeigt die erfindungsgemässe Herstellung von Rohren aus einem längs einer Schraubenlinie verschweissten Bandmaterial. Fig. 5 zeigt die Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens mit zwei in Reihe geschalteten Induktoren. Fig. 6 zeigt eine der Fig. 5 ähnliche Anordnung bei Verwendung von Induktorhälften. Fig. 7, 8 und 9 zeigen aus Fig. 2, 5 und 6 abgeleitete Anordnungen.
Fig. 1 zeigt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Erwärmung der benachbarten Ränder eines mantelförmigen metallischen Rohlings. In dieser Figur bedeutet--10--den mantelförmigen metallischen Rohling, welcher senkrecht zu seiner Längsachse von zwei kreisförmigen Induktoren--11 und 12--umgeben wird. Diese Induktoren sind bei--13 und 14--an Stromquellen geeigneter Frequenz angeschlossen, welche Ströme in Gegenphase liefern, so dass die von der bei--14--angeschlossenen Stromquelle gelieferten Ströme um 1800 gegen die von der bei --13-- angeschlossenen Stromquelle gelieferten Ströme in der Phase verschoben sind, was durch die Pfeile-S und D-symbolisch angedeutet wird.
Zur Einhaltung der Phasenverschiebung der elektrischen Ströme zwischen den beiden Induktoren --11 und 12--müssen offenbar die bei--13 und 14--angeschlossenen Stromquellen synchron sein.
Bei einer geeigneten Wahl des Abstands zwischen den beiden Induktoren--11 und 12--in Funktion der Art des Metalls des Mantels--10--, des Durchmessers desselben und der Frequenz der elektrischen Speiseströme entwickeln sich die in dem Mantel--10--von den Induktoren an der Stelle eines jeden Induktors induzierten Ströme längs des durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 angegebenen Kreises, d. h. sie fliessen längs der beiden benachbarten Ränder--15 und 16--, wobei die längs des Randes --15-- induzierten Ströme zu denen längs des Randes --16-- gegensinnig fliessen, wo sie sich konzentrieren und so die Ränder--15 und 16--auf die gewünschte Temperatur bringen.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung, insbesondere bei den fortlaufenden Herstellungsverfahren, welche die Erzeugung einer grossen Energiemenge in den metallischen Rändern erfordern, um diese auf die gewünschte Temperatur zu bringen, besteht in der Möglichkeit der Benutzung einer beliebig grossen Zahl von Induktoren, durch welche die zu erwärmenden Ränder laufen.
Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, welche die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die fortlaufende Herstellung eines Rohrs darstellt, welches in der Längsrichtung durch Annäherung und Verschweissung der Ränder eines Bandmaterials geschweisst ist. In dieser Figur bezeichnet --20-- ein gebogenes Bandmaterial, welches nacheinander durch z. B. fünf kreisförmige Induktoren-121, 221, 321, 421 und 521-läuft. Nach der Erwärmung auf die gewünschte Temperatur werden die Ränder--22 und 23--durch eine nicht dargestellte, in der Vorschubrichtung hinter dem Induktor --521-- liegende Schmiedevorrichtung einander genähert und verschweisst.
Die Anlage zur Versorgung mit elektrischer Energie enthält z. B., wenn es sich um elektrische Ströme hoher Frequenz handelt, einen Steueroszillator --24--, welcher fünf Leistungsgeneratoren - -125, 225, 325, 425, 525-- steuert. Die Steuerung der fünf Generatoren-125 bis 525-durch den
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Steueroszillator--24--gewährleistet, dass die von den Leistungsgeneratoren gelieferten Ströme vollkommen in Phase sind.
Die Induktoren-121 bis 521-sind an die Leistungsgeneratoren-125 bis 525-durch Verbindungen-126 und 127 bzw. 226 und 227 bzw. 326 und 327 bzw. 426 und 427 bzw. 526 und 527--angeschlossen, wobei jedoch die zu den Induktoren--221 und 421-führenden Verbindungen bei--228 und 428--gekreuzt sind, so dass die elektrischen Ströme in den Induktoren die durch die Pfeile--S und D--dargestellte Richtung haben, wobei zwei aufeinanderfolgende Induktoren mit elektrischen Strömen in Gegenphase gespeist werden.
Die Benutzung von Induktoren, welche die Metallteile, deren Ränder zu erwärmen sind, umgeben und sich in einer zu der Längsrichtung dieser Teile senkrechten Ebene befinden, oder Querinduktoren, bietet gegenüber den Längsinduktoren den Vorteil, dass die Konstanz der geometrischen Kenngrössen der durch die Induktoren und die Ränder gebildeten Anordnung nicht so wesentlich ist.
Ferner ist die Herstellung der erfindungsgemässen Querinduktoren einfacher als die der Längsinduktoren, insbesondere infolge ihrer Ausbildung und der wesentlich geringeren Wärmebeanspruchung, welcher sie ausgesetzt sind.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie für die Erwärmung der Ränder von Metallteilen benutzt werden kann, welche einen nicht kreisförmigen Querschnitt beliebiger Form haben. Ausserdem kann eine beliebige Zahl von zu erwärmenden Rändern vorhanden sein, und diese können in bezug auf die Querinduktoren eine beliebige Lage einnehmen. Die Querinduktoren können dem Querschnitt der Metallteile, welche sie umgeben oder welche sie durchlaufen, angepasst werden.
Fig. 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die fortlaufende Herstellung von Metallrohren mit quadratischem Querschnitt durch doppelte Längsschweissung von zwei U-Profilen. In dieser Figur stellen--130 und 230--zwei U-Profile dar, deren doppelte Längsschweissung der Ränder--131 und 231 bzw. 132 und 232--durch eine nicht dargestellte Schmiedevorrichtung zu der Bildung eines Rohrs mit quadratischem Querschnitt führt.
Die beiden Profilstücke --130 und 230--laufen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nacheinander durch drei viereckige Induktoren--33, 34 und 35--, welche nebeneinander senkrecht zu der Durchlaufrichtung angeordnet sind. Die Induktoren werden bei--36, 37 und 38--mit elektrischen Strömen geeigneter Frequenz so gespeist, dass die in zwei benachbarten Induktoren fliessenden elektrischen Ströme in Gegenphase sind und die durch die Pfeile--S und D--der Figur angegebene Richtung haben.
Bei zweckmässiger Wahl der geometrischen und elektrischen Kenngrössen der Vorrichtung gemäss Fig. 3 und insbesondere des Abstands zwischen den Induktoren entwickeln sich die in den Profilstücken --130 und 230--an der Stelle eines jeden Induktors induzierten Ströme so, dass sie sich längs der Ränder--131 und 231--sowie längs der Ränder--132 und 232--längs der gestrichelten Linien der Figur konzentrieren.
Die Vermeidung der Längsinduktoren und die ausschliessliche Verwendung von Querinduktoren ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die Erwärmung von benachbarten metallischen Rändern, selbst wenn die Geometrie der durch die Induktoren und die Ränder gebildeten Anordnung nicht konstant ist, insbesondere wenn sich diese zyklisch oder nicht zyklisch ändert.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässen Vorrichtungen gestatten insbesondere, in einfacher Weise die fortlaufende Herstellung eines geschweissten Rohrs unter Ausgang von einem schraubenförmig gewundenen Bandmaterial vorzunehmen, wie in Fig. 4 dargestellt.
In dieser Figur ist ein Bandmaterial--40--schraubenförmig so gewunden, dass es ein fast geschlossenes Rohr mit einem Schlitz--41--bildet, welcher eine (in dem verdeckten Abschnitt des Rohrs strichpunktiert dargestellte) Schraube auf der Oberfläche des Rohrs beschreibt. Bei dem dargestellten Beispiel läuft das Bandmaterial --10-- nacheinander durch drei Querinduktoren --42, 43 und 44--, welche bei--45, 46 und 47--an elektrische Stromquellen mit geeigneter Frequenz so angeschlossen sind, dass der Induktor --43-- in bezug auf die Induktoren--42 und 44--in Gegenphase angeschlossen ist, so dass die elektrischen Ströme in diesen Induktoren die durch die Pfeile--S und D-angegebene Richtung haben.
Das Bandmaterial --40-- durchläuft dann eine nicht dargestellte Schmiedevorrichtung, in welcher die Ränder--48 und 49--verschweisst werden.
Die Erzeugung der in dem Metall des Bandmaterials --40-- durch die Induktoren-42, 43 und 44--induzierten Ströme ist offenbar von der Lage des Schlitzes --41-- gegenüber diesen Induktoren unabhängig, so dass sich die induzierten Ströme wie in dem Fall von geradlinigen Rändern entwickeln, d. h. die Ströme konzentrieren sich längs der Ränder--48 und 49-zwischen den Induktoren--42 und 43-und zwischen den Induktoren-43 und 44--. In Fig. 4 ist der Verlauf
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der induzierten Ströme zwischen den Induktoren--42 und 43--dargestellt.
Man erhält so eine besonders einfache Anordnung zur Herstellung einer schraubenförmigen Beheizung, welche mit Längsinduktoren infolge der ständigen Verschiebung der Lage des Schlitzes nicht erhalten werden könnte.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils dadurch gekennzeichnet, dass sie nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander liegende Induktoren aufweist, welche den Metallteil oder die Metallteile in einer zu der Längsrichtung derselben senkrechten Ebene umgeben und in Reihe mit der gleichen Stromquelle geeigneter Frequenz geschaltet sind, wobei zwei benachbarte Induktoren miteinander unter Kreuzung der Verbindungen verbunden sind und die Stromquelle an den ersten und den letzten Induktor so angeschlossen ist, dass zwei benachbarte Induktoren mit Strömen in Gegenphase gespeist werden.
Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt, welche bei --50-- ein Bandmaterial zeigt, welches so gebogen ist, dass es zwei benachbarte Räder-51 und 52-aufweist. Das Bandmaterial --50-- wird von zwei kreisförmigen Induktoren-53 und 54-umgeben, deren untere Abschnitte miteinander durch eine Verbindung --55-- verbunden sind, während die oberen Abschnitte bei --56-- mit der Stromquelle durch die Verbindungen-57 und 58-verbunden sind.
Die Ströme in den Induktoren--53 und 54--sind infolge der Vertauschung der Anschlüsse gegensinnig und haben die durch die Pfeile--S und D-angegebene Richtung, so dass die induzierten Ströme an den Rändern--51 und 52--des Bandmaterials--50--entlang fliessen.
Gemäss einer andern besonderen Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Induktionsheizung wenigstens zweier benachbarter Ränder wenigstens eines Metallteils dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen ersten Induktor und einen letzten Induktor aufweist, welche nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnet sind und die Metallteile in einer zu der Längsrichtung derselben senkrechten Ebene umgeben, wobei die ersten Induktoren durch zwei halbe Induktoren gebildet werden und die Induktoren mit der gleichen Stromquelle geeigneter Frequenz verbunden sind, wobei der letzte Induktor mit der Stromquelle über die ersten halben Induktoren verbunden ist, derart, dass zwei benachbarte Induktoren mit elektrischen Strömen in Gegenphase gespeist werden.
Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt, welche bei--60--ein Bandmaterial darstellt, welches so gebogen ist, dass es zwei benachbarte Ränder--61 und 62--aufweist. Das Bandmaterial - -60-- wird z. B. an erster Stelle von zwei halben Induktoren-163 und 263-an zweiter Stelle von einem Induktor--64--umgeben. Die Stromquelle mit geeigneter Frequenz ist bei--65-- angeschlossen, so dass die Ströme in dem halben Induktor--163--, in der Verbindung--66--, in dem Induktor--64--, in der Verbindung--67--und schliesslich in dem halben Induktor --263-- fliessen.
Die elektrischen Ströme in den Induktoren--163-263 und 64-haben die durch die Pfeile --S und D--angegebene Richtung, so dass die induzierten Ströme längs der Ränder--61 und 62-des Bandmaterials --60-- fliessen.
Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils ist dadurch gekennzeichnet, dass sie nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnete Induktoren aufweist, welche den Metallteil oder die Metallteile in einer zu der Längsrichtung derselben senkrechten Ebene umgeben, wobei zwei benachbarte Induktoren wenigstens einer Induktorgruppe miteinander mit einer Kreuzung der Verbindungen verbunden sind, wobei wenigstens eine Stromquelle geeigneter Frequenz an die Induktoren und an den ersten Induktor und den letzten Induktor einer jeden Induktorgruppe so angeschlossen ist, dass zwei benachbarte Induktoren mit elektrischen Strömen in Gegenphase gespeist werden.
Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils ist dadurch gekennzeichnet, dass sie nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnete Induktoren aufweist, welche den Metallteil oder die Metallteile in einer zu der Längsrichtung derselben senkrechten Ebene umgeben, wobei wenigstens eine Induktorgruppe wenigstens einen ersten und einen letzten Induktor aufweist, wobei die ersten Induktoren durch zwei halbe Induktoren gebildet werden, wobei wenigstens eine Stromquelle mit geeigneter Frequenz an die Induktoren und den letzten Induktor einer jeden Gruppe von Induktoren über die ersten halben Induktoren derselben Gruppe angeschlossen ist, derart, dass zwei benachbarte Induktoren mit elektrischen Strömen in Gegenphase gespeist werden.
Eine letzte Ausführungsform der Vorrichtung zur Induktionsheizung von wenigstens zwei
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benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils ist dadurch gekennzeichnet, dass sie nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander liegende Induktoren aufweist, welche den Metallteil oder die Metallteile in einer zu der Längsrichtung derselben senkrechten Ebene umgeben, wobei zwei benachbarte Induktoren wenigstens einer ersten Induktorgruppe untereinander mit einer Kreuzung der Verbindungen verbunden sind, und wenigstens eine zweite Induktorgruppe mit wenigstens einem ersten und einem letzten Induktor, wobei die ersten Induktoren dieser zweiten Induktorgruppe durch zwei halbe Induktoren gebildet werden, wobei wenigstens eine Stromquelle mit den Induktoren,
dem ersten Induktor und dem letzten Induktor einer jeden ersten Induktorgruppe und mit dem letzten Induktor einer jeden zweiten Induktorgruppe über die ersten halben Induktoren dieser gleichen Gruppe derart verbunden ist, dass zwei benachbarte Induktoren von elektrischen Strömen in Gegenphase durchflossen werden.
Derartige Vorrichtungen bilden Kombinationen der in Fig. 2, 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer derartigen Kombination. In dieser Figur bezeichnet --70-- ein
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Die Induktoren--172, 272 und 372--werden daher von elektrischen Strömen durchflossen, welche die durch die Pfeile-S und D-angegebene Richtung haben und sich daher in Gegenphase befinden.
Hierauf wird das Bandmaterial --70-- z. B. von zwei halben Induktoren-176 und 276-und von einem Induktor --77-- umgeben. Eine zweite Stromquelle geeigneter Frequenz ist bei - 178 und 278-angeschlossen und speist den Induktor --77-- über die beiden halben Induktoren - 176 und 276-über Verbindungen-179 und 279--. Die Induktoren-176-276 und 77-werden daher von elektrischen Strömen durchflossen, welche die durch die Pfeile-S und D-angegebene Richtung haben und sich daher in Gegenphase befinden.
Wenn die geometrischen und elektrischen Kenngrössen der Vorrichtung so beschaffen sind, dass die vereinte Wirkung der beiden benachbarten Induktoren der beiden Induktorgruppen eine Wirkung auf die zu erwärmenden Ränder hat, muss sichergestellt werden, dass die Ströme dieser beiden Induktoren in Gegenphase sind. Wenn dies nicht der Fall ist, z. B. wenn der Abstand zwischen diesen beiden Induktoren zu gross ist, können die Ströme in diesen beiden Induktoren eine beliebige Phase haben.
Gemäss einem Kennzeichen der Erfindung ist das Verfahren zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils dadurch gekennzeichnet, dass der Metallteil oder die Metallteile von wenigstens zwei Induktorgruppen umgeben werden, deren jede wenigstens zwei nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander in einer zu der Längsrichtung des Metallteils oder der Metallteile senkrechten Ebene liegende Induktoren aufweist, wobei diese Induktorgruppen mit elektrischen Strömen geeigneter und von einer Induktorgruppe zur andern verschiedener Frequenz gespeist werden, derart, dass zwei benachbarte Induktoren ein und derselben Induktorgruppe mit elektrischen Strömen in Gegenphase gespeist werden,
wobei sich der Stromkreis der in dem Metallteil oder den Metallteilen an der Stelle eines jeden Induktors induzierten Ströme längs der zu erwärmenden Ränder schliesst, an welchen sich diese induzierten Ströme konznetrieren.
In der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung zur Ausübung des obigen Erfindungskennzeichens können die Induktoren-172, 272 und 372-als Vorwärminduktoren und die Induktoren - 176-276 und 77-als Heizinduktoren angesehen werden. Diese Induktorgruppen können daher mit elektrischen Strömen verschiedener Frequenz gespeist werden. Die Induktoren-172, 272 und 372--können z. B. mit elektrischen Strömen von einer Frequenz von 10000 Hz gespeist werden, während die Induktoren--176-276 und 77--mit elektrischen Strömen einer Frequenz von 400 kHz gespeist werden können.
Bei Benutzung von zwei mit elektrischen Strömen verschiedener Frequenz gespeisten Induktorgruppen muss natürlich der Abstand des letzten Induktors einer Gruppe von dem ersten Induktor der andern Gruppe so gross sein, dass die Wirkung dieser Induktoren auf die zwischen ihnen liegenden zu erwärmenden Ränder infolge der durch die Verschiedenheit der Frequenzen erzeugten Erscheinungen vernachlässigbar ist. Hieraus ergibt sich, dass die Bedingung der Phasenopposition
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zwischen dem letzten Induktor einer Gruppe und dem ersten Induktor der andern Gruppe nicht unbedingt eingehalten zu werden braucht.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht bei ihrer Anwendung auf kontinuierliche Herstellungsverfahren darin, dass ihre Wirkungen mit andern an sich bereits bekannten kombiniert werden können.
Gemäss dieser Eigentümlichkeit ist das Verfahren zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils dadurch gekennzeichnet, dass man den Metallteil oder die Metallteile zunächst durch erste nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander in einer zu der Längsrichtung der Metallteile senkrechten Ebene angeordnete Induktoren laufen lässt, wobei diese ersten Induktoren durch elektrische Ströme geeigneter Frequenz so gespeist werden, dass zwei benachbarte Induktoren mit elektrischen Strömen in Gegenphase gespeist werden, wobei der Stromkreis der in dem Metallteil oder den Metallteilen an der Stelle eines jeden dieser ersten Induktoren induzierten Ströme sich zwischen diesen Induktoren längs der zu erwärmenden Ränder schliesst, wo sich diese induzierten Ströme konzentrieren,
worauf man die Metallteile durch einen letzten Induktor laufen lässt, welcher in einer zu der Längsrichtung der Metallteile senkrechten Ebene angeordnet ist und mit elektrischen Strömen geeigneter Frequenz gespeist wird, wobei der Stromkreis der in den Metallteilen an der Stelle dieses letzten Induktors induzierten Ströme sich jenseits dieses Induktors längs der zu erwärmenden Ränder schliesst, an welchen sich die induzierten Ströme konzentrieren.
Gemäss diesem Kennzeichen der Erfindung ist das Verfahren zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils dadurch gekennzeichnet, dass man den Metallteil oder die Metallteile zunächst durch erste nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander in einer zu der Längsrichtung der Metallteile senkrechten Ebene angeordnete Induktoren laufen lässt, welche miteinander so verbunden sind, dass zwei benachbarte Induktoren in Gegenphase gespeist werden, wobei sich der Stromkreis der in dem Metallteil oder den Metallteilen an der Stelle dieser ersten Induktoren induzierten Ströme zwischen diesen Induktoren längs der zu erwärmenden Ränder schliesst, an welchen sich diese induzierten Ströme konzentrieren,
worauf der Metallteil oder die Metallteile einen letzten in einer zu der Längsrichtung der Metallteile senkrechten Ebene angeordneten Induktor durchlaufen, wobei sich der Stromkreis der in den Metallteilen induzierten Ströme jenseits dieses letzten Induktors längs der zu erwärmenden Ränder schliesst, an welchen sich die induzierten Ströme konzentrieren, wobei die ersten Induktoren und der letzte Induktor mit elektrischen Strömen geeigneter Frequenzen gespeist werden, welche für die Gruppe der ersten Induktoren und den letzten Induktor verschieden ist.
Die Vorrichtung zur Ausübung der obigen Verfahren zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils ist dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Gruppe von ersten Induktoren und einen letzten Induktor aufweist, welche nacheinander von dem Metallteil oder den Metallteilen durchlaufen werden, wobei die ersten Induktoren nebeneinander in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind und die Metallteile in einer zu der Längsrichtung derselben senkrechten Ebene umgeben und an eine oder mehrere Stromquellen geeigneter Frequenz so angeschlossen sind, dass zwei benachbarte Induktoren mit elektrischen Strömen in Gegenphase gespeist werden, wobei der letzte Induktor den Metallteil oder die Metallteile in einer zu der Längsrichtung derselben senkrechten Ebene umgibt und an eine Stromquelle geeigneter Frequenz angeschlossen ist,
wobei sich der Stromkreis der von den ersten Induktoren induzierten Ströme zwischen diesen Induktoren und der Stromkreis der von dem letzten Induktor induzierten Ströme sich jenseits dieses letzten Induktors längs der zu erwärmenden Ränder schliesst.
Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 8 dargestellt, in welcher eine Gruppe von zwei ersten Induktoren gemäss der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform angeordnet ist.
Fig. 8 zeigt bei--80--ein Bandmaterial, welches so gebogen ist, dass es zwei benachbarte Ränder--181 und 281--aufweist. Es wird an erster Stelle von einer Gruppe von zwei Induktoren umgeben, welche zwei halbe Induktoren--182 und 282--und einen Induktor-83-umfasst. Der Anschluss an eine Stromquelle geeigneter Frequenz erfolgt bei--84-von dem Induktor--83-aus durch die Verbindungen--185 und 285--über die beiden halben Induktoren-182 und 282--. Die elektrischen Ströme in den Induktoren--182-282 und 83--haben die durch die Pfeile - S und D-der Fig. 8 angegebene Richtung und sind in Gegenphase.
Die in dem Bandmaterial --80-- an der Stelle der Induktoren--182-282 und 83-induzierten Ströme konzentrieren sich längs der Ränder--181 und 281--zwischen diesen Induktoren.
Hierauf wird das Bandmaterial von einem bei-87-an eine Stromquelle geeigneter Frequenz
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angeschlossenen Induktor--86--umgeben. Die von diesem Induktor --86-- induzierten Ströme fliessen längs der Räder-181 und 281-- des Bandmaterials --80-- jenseits des Induktors - -86-- z. B. bis zu dem Schweisspunkt --88--, an welchen die beiden Ränder--181 und 281-durch eine nicht dargestellte Schmiedevorrichtung verschweisst werden.
In der Vorrichtung gemäss Fig. 8, in welcher die Induktoren-182-282 und 83-als Vorwärminduktoren und der Induktor--86--als Schweissinduktor betrachtet werden können, können, wenn keine gemeinsame Wirkung der Induktoren--83 und 86--auf die zwischen diesen beiden Induktoren liegende Zone vorhanden ist, zur Speisung dieser Induktoren Ströme verschiedener Frequenz benutzt werden. Die Induktoren--182-282 und 83--können z. B. mit Strömen mit einer Frequenz von 10000 Hz gespeist werden, während der Induktor--86--mit Strömen mit einer Frequenz von 400 kHz gespeist werden kann.
Gemäss einem letzten Kennzeichen der Erfindung ist das Verfahren zur Induktionsheizung von wenigstens zwei benachbarten Rändern wenigstens eines Metallteils noch dadurch gekennzeichnet, dass man den Metallteil oder die Metallteile durch nebeneinander in einer gewissen Entfernung voneinander in einer zu der Längsrichtung der Metallteile senkrechten Ebene angeordnete Induktoren laufen lässt, welche mit elektrischen Strömen geeigneter Frequenz so gespeist werden, dass zwei benachbarte Induktoren mit Strömen in Gegenphase gespeist werden, wobei der Stromkreis der in dem Metallteil oder den Metallteilen an der Stelle eines jeden Induktors induzierten Ströme sich zwischen zwei nebeneinanderliegenden Induktoren längs der zu erwärmenden Ränder schliesst,
während sich der Stromkreis der in dem Metallteil oder den Metallteilen an der Stelle des letzten Induktors induzierten Ströme ausserdem jenseits dieses letzten Induktors längs der zu erwärmenden Ränder schliesst, wobei sich die induzierten Ströme längs dieser Ränder zwischen den Induktoren und jenseits des letzten Induktors konzentrieren.
Zur Verwirklichung dieses letzten Erfindungskennzeichens kann man z. B. eine bereits im wesentlichen oben gekennzeichnete und in Fig. 9 dargestellte Vorrichtung benutzen, wobei diese Ausführungsform mit der bereits in Fig. 1 dargestellten identisch ist.
Fig. 9 zeigt beisein gebogenes Bandmaterial, welches von zwei Induktoren-91 und 92-umgeben ist, welche z. B. vor einer nicht dargestellten Schmiedevorrichtung liegen, welche die Ränder--93 und 94--an einem Punkt --95-- gegeneinander drückt. Die Induktoren--91 und 92--sind bei--96 und 97--an Stromquellen geeigneter Frequenz angeschlossen, welche Ströme in Gegenphase liefern, wie dies durch die Pfeile--S und D--in der Fig. 9 dargestellt ist.
Durch eine zweckmässige Wahl der Abstände d1 und d zwischen den beiden Induktoren--91
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a) die induzierten Ströme sich längs der Ränder--93 und 94--zwischen den Induktoren - 91 und 92--konzentrieren ; b) die induzierten Ströme sich längs der Räder-93 und 94-jenseits des Induktors - -92-- konzentrieren.
Es ist klar, dass gemäss einer an sich bekannten Technik die obigen Verfahren und Vorrichtungen zur Induktionsheizung zusammen mit angetriebenen oder nicht angetriebenen Magnetkernen benutzt werden können, welche die Kenngrössen des Stromkreises der induzierten Ströme und insbesondere die Impedanz dieses Stromkreises verändern.
Ebenso ist es klar, dass die obigen Verfahren und Vorrichtungen auf jede beliebige Form der Induktionsheizung anwendbar sind, insbesondere bei statischer Heizung oder bei fortlaufender Fertigung. Sie sind auf Eisenmetalle und Nichteisenmetalle anwendbar, u. zw. sowohl für eine Behandlung bei Ausgang von dem kalten Zustand als auch für eine Behandlung nach einer entsprechenden Vorwärmung.
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