Induktor zum Erwärmen metallischer Werkstücke Die Erfindung betrifft einen Induktor zum Er wärmen metallischer Werkstücke auf elektrischem Wege. Sie ist vorzugsweise zum Erwärmen gekrümm ter Oberflächen, insbesondere der Innenwandungen von Bohrungen, metallischer Werkstücke geeignet. Sie besteht in einer vorteilhaften Verbesserung eines In- duktors, der aus einer mindestens einwindigen Spule mit einem Kühlwasserkanal im Spulenleiter besteht und mit einem topfförmigen Schutzkörper koaxial umschlossen ist, in den von oben her Strom- und Kühlwasserleitungen des Induktors hineinragen.
Zum Erhitzen metallischer Gegenstände, insbe sondere von Stahlteilen, auf elektroinduktivem Wege ist es bekannt, ein- oder mehrwindige Induktoren bzw. Spulen zu verwenden. Zur Schonung der Spule und zur Vermeidung von Körperschlüssen beim Här ten gekrümmter Oberflächen, z. B. der Innenwandung von Bohrungen, ist vorgeschlagen worden, die Spule in einem Schutzkörper anzuordnen, der zugleich auch als Abstandshalter dienen kann. Anderseits ist es auch bekannt, Induktoren zur Verbesserung ihres magne tischen Rückschlusses mit einem Eisenkern zu ver sehen. Der Leitungsdraht, aus dem die Spule herge stellt ist, ist bei den bekannten Induktoren vielfach ein Hohlleiter, um seinen Hohlraum als Kühlwasser kanal verwenden zu können.
Die Erfindung hat die Aufgabe, durch Ver besserung der Wärmeabfuhr eine Erhöhung der Be lastbarkeit des Induktors zu ermöglichen.
Dies wird bei einem Induktor zum Erwärmen me tallischer Werkstücke, der aus einer mindestens ein windigen Spule mit einem Kühlwasserkanal im Spu lenleiter besteht und mit einem topfförmigen Schutz körper koaxial umschlossen ist, und in den von oben her die Stromanschluss- und Kühlwasserleitungen des Induktors hineinragen, erfindungsgemäss dadurch er- reicht, dass das obere Spulenende das Kühlwasser- Einlassende und das untere Spulenende das Kühl wasser-Auslassende der Spule bildet, dass an das Kühlwasser-Einlassende ein Kühlwasser-Zuführungs rohr angeschlossen ist und dass der Spulenleiter am unteren Spulenende mit einer Öffnung versehen ist,
durch die der Kühlwasserkanal frei in den Schutz körper-Innenraum einmündet.
Es wird damit eine intensivere Kühlung des In- duktorheizelements erreicht, da dieses sowohl innen wie auch aussen von dem Kühlmittel umspült wird.
Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des In- duktors nach .der Erfindung, wenn in der Spule in an sich bekannter Weise ein Eisenkern zur Verbesserung des magnetischen Rückschlusses vorgesehen ist.
Die ser kann dann mit einem oder mehreren Kanälen versehen werden, durch die das aufsteigende Kühl mittel hindurchtritt, so dass auch von dem Eisenkern die Wärme gut und sicher abgeführt wird. Damit wird gleichzeitig die Verwendung einer magnetisch mög lichst günstigen Form des Hochfrequenz-Eisenkernes ermöglicht, denn der Induktor und der Hochfrequenz- Eisenkern befinden sich dann .ständig unter Wasser. Anhand der in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiele des Induktors nach der Erfindung wird dieser erläutert.
In der Fig. 1 ist ein Induktor 1 dargestellt, der in einem Schutzkörper 2, beispielsweise aus Quarz, an geordnet ist. Der Induktor 1 besitzt eine kühlmittel durchflossene Spule 3 und einen Eisenkern 4, der zur Erzielung eines guten magnetischen Rückschlusses in magnetisch besonders günstiger Zwirnrollenform ausgebildet ist. An die Enden der Spule 3 sind die Stromzuführungsleitungen 5 und 6 angeschlossen, die ebenfalls hohl sind und zugleich als Kühlwasserlei- Lungen der Spule dienen. Der Eisenkern 4 ist mit Bohrungen 7 bis 9 versehen, also mit zur Kernachse gleichlaufenden Kanälen.
Das untere Spulenende 10 ist abwärtsgebogen und somit zusammen mit dem sich daran seitlich anschliessenden unteren Ende 11 der Kühlmittel-Rückleitung 6 zu einem tiefer gele genen Punkt des Innenraumes des Schutzkörpers herabgezogen. Das Leitungsende. 11 ist mit dem Spulenende 10 elektrisch leitend verbunden, z. B. an gelötet, ohne das eine Kühlmittelverbindung zwi schen den beiden Teilen besteht. Das Spulenende 10 dagegen mündet in eine Öffnung 12, so dass an dem Tiefpunkt der Kühlwasserkanal unterbrochen ist, wo mit das gesamte, die Spule durchfliessende Kühlmittel in den Innenraum des Schutzkörpers tritt.
Von hier aus zieht das Kühlmittel an den Seitenwandungen des Schutzkörpers entlang, also um die Spule herum, und gleichzeitig durch die Bohrungen 7 bis 9 des Spulenkernes in den oberhalb der Spule gelegenen Innenraum, aus dem es durch eine Öffnung 13 in der Stromzuführungsleitung abgesaugt wird.
Um die Halterung der Spule im Schutzkörper 2 elastisch auszubilden, kann in einfacher Weise ein im Schutzkörper 2 befestigter, isolierter Draht 14 vor gesehen werden, der an einer der beiden Stromzu führungsleitungen, im dargestellten Ausführungsbei spiel mit der Leitung 6, an einem blankgemachten Abschnitt 15 angelötet ist. Auch die zweite Strom zuführungsleitung 5 kann unter entsprechender Be achtung der Isolierung an diesem Stützdraht befestigt sein.
Der Induktor ist nicht auf das Beispiel der Fig. 1 beschränkt, sondern kann mannigfach abgewandelt werden. Ein abgewandeltes Beispiel des Induktors zeigt die Fig. 2.
In der Fig. 2 haben die Teile 1 bis 9 und 13 die gleiche Ausbildung und Bedeutung wie die gleich bezeichneten Teile der Fig. 1. Unterschiedlich ist dagegen, dass das untere Ende 14a der Rohrleitung 6 verstemmt ist und unmittelbar in das aufwärts ab gekrümmte Spulenende 10 übergeht. Durch die Öffnung 12 des Spulenendes kann auch hier das Kühlmittel in den Schutzkörper-Innenraum hinein fliessen, während der Durchfluss des Kühlmittels zur Stromzuführungsleitung 6 hin durch das Ver- stemmen des Leitungsendes 14a verhindert ist.
Eine andere in der Fig. 2 gezeigte Abwandlung betrifft eine vorteilhafte Weiterbildung der Befesti gungsart der Stromzuführungsleitungen im Schutz körper, die sich durch grössere Sicherheit im Betrieb auszeichnet. Im vorliegenden Falle ist als Halterungs körper eine Isolierstoffscheibe 16 in dem Schutzkör per vorgesehen. Diese Isolierstoffscheibe wird von einem in den Schutzkörper eingezwängten gummi elastischen Ring 17 am Verschieben nach oben hin und hiermit am Herausfallen aus dem Schutzkörper gehindert, und anderseits liegt die Isolierstoffscheibe 16 auf einem an der Stromzuführungsleitung 6 an gelöteten Ansatzring 18 an. Selbstverständlich kann auch die zweite Stromzuführungsleitung 5 mit einem entsprechenden Ansatzring versehen sein.
Die In duktorspule 3 mit dem Eisenkern 4 kann vorteilhaft so weit in den Schutzkörper 2 eingeführt werden, dass das Induktorheizelement 3, 4 an den Boden des Schutzkörpers anstösst, so dass nach Einsetzen des elastischen Ringes 17 eine feste Lage des Induktors gegeben ist.
Inductor for heating metallic workpieces The invention relates to an inductor for heating metallic workpieces by electrical means. It is preferably suitable for heating curved surfaces, especially the inner walls of bores, metallic workpieces. It consists in an advantageous improvement of an inductor, which consists of an at least single-turn coil with a cooling water channel in the coil conductor and is coaxially enclosed with a pot-shaped protective body into which the power and cooling water lines of the inductor protrude from above.
For heating metallic objects, in particular special steel parts, by electro-inductive means, it is known to use single or multi-turn inductors or coils. To protect the coil and to avoid body shocks when Här th curved surfaces, z. B. the inner wall of bores, it has been proposed to arrange the coil in a protective body, which can also serve as a spacer. On the other hand, it is also known to see inductors with an iron core to improve their magnetic inference. The lead wire from which the coil is Herge is, in the known inductors, often a waveguide in order to be able to use its cavity as a cooling water channel.
The invention has the task of improving the heat dissipation Ver to enable an increase in loading capacity of the inductor.
This is done with an inductor for heating metallic workpieces, which consists of at least one windy coil with a cooling water channel in the coil conductor and is coaxially enclosed with a pot-shaped protective body and into which the power connection and cooling water lines of the inductor protrude from above, According to the invention achieved in that the upper coil end forms the cooling water inlet end and the lower coil end forms the cooling water outlet end of the coil, that a cooling water supply pipe is connected to the cooling water inlet end and that the coil conductor at the lower end of the coil has an opening is provided
through which the cooling water channel opens freely into the protective body interior.
This achieves more intensive cooling of the inductor heating element, since the coolant flows around it both inside and outside.
The design of the inductor according to the invention is particularly advantageous if an iron core is provided in the coil in a manner known per se to improve the magnetic yoke.
The water can then be provided with one or more channels through which the rising coolant passes, so that the heat is also dissipated well and safely from the iron core. At the same time, the use of a magnetically as favorable as possible form of the high-frequency iron core is made possible, because the inductor and the high-frequency iron core are then permanently under water. Based on the exemplary embodiments of the inductor according to the invention shown in the drawing, this is explained.
In Fig. 1, an inductor 1 is shown, which is arranged in a protective body 2, for example made of quartz. The inductor 1 has a coil 3 through which coolant flows and an iron core 4, which is designed in a magnetically particularly favorable twisting roll shape to achieve good magnetic yoke. At the ends of the coil 3, the power supply lines 5 and 6 are connected, which are also hollow and at the same time serve as cooling water lines of the coil. The iron core 4 is provided with bores 7 to 9, that is to say with channels running parallel to the core axis.
The lower end of the coil 10 is bent downwards and thus pulled down together with the laterally adjoining lower end 11 of the coolant return line 6 to a lower lying point of the interior of the protective body. The end of the line. 11 is connected to the coil end 10 in an electrically conductive manner, e.g. B. soldered without a coolant connection between tween the two parts. The coil end 10, on the other hand, opens into an opening 12 so that the cooling water channel is interrupted at the lowest point, where all of the coolant flowing through the coil enters the interior of the protective body.
From here the coolant pulls along the side walls of the protective body, i.e. around the coil, and at the same time through the bores 7 to 9 of the coil core into the interior space above the coil, from which it is sucked through an opening 13 in the power supply line.
In order to make the mounting of the coil in the protective body 2 elastic, an insulated wire 14 fastened in the protective body 2 can be seen in a simple manner, which leads to one of the two power supply lines, in the illustrated Ausführungsbei play with the line 6, on a blank section 15 is soldered on. The second power supply line 5 can be attached to this support wire with appropriate attention to the insulation.
The inductor is not limited to the example in FIG. 1, but can be modified in many ways. A modified example of the inductor is shown in FIG. 2.
In Fig. 2, the parts 1 to 9 and 13 have the same design and meaning as the identically labeled parts of Fig. 1. The difference is that the lower end 14a of the pipe 6 is caulked and directly into the upwardly curved coil end 10 passes. Here, too, the coolant can flow into the interior of the protective body through the opening 12 of the coil end, while the flow of the coolant to the power supply line 6 is prevented by caulking the line end 14a.
Another modification shown in FIG. 2 relates to an advantageous development of the fastening method of the power supply lines in the protective body, which is characterized by greater safety in operation. In the present case, an insulating disk 16 is provided in the Schutzkör as a support body. This insulating disk is prevented by a rubber elastic ring 17 wedged into the protective body from moving upwards and thus from falling out of the protective body, and on the other hand, the insulating disk 16 rests on an attachment ring 18 soldered to the power supply line 6. Of course, the second power supply line 5 can also be provided with a corresponding attachment ring.
The ductor coil 3 with the iron core 4 can advantageously be inserted so far into the protective body 2 that the inductor heating element 3, 4 hits the bottom of the protective body, so that after the elastic ring 17 has been inserted, the inductor is in a fixed position.