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Heizeinrichtung zum Erhitzen metallischen Gutes zum Zwecke des Warmformgebens
Es ist bereits bekannt, das Erwärmen metallischer Rohlinge oder metallischen Halbzeugs
für Zwecke des Warmformgebens elektroinduktiv durchzuführen. Der Vorteil dieser
Erhitzungsart ist darin gelegen, daß die erforderliche Warmformgebungstemperatur
sehr rasch erreicht werden kann.
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Die für diesen Zweck benutzten elektroinduktiven Heizvorrichtungen
wurden bisher sinngemäß in der gleichen Weise angeordnet wie die sonst üblichen
gasbeheizten Ofen. Dadurch ergeben sich verschiedene Nachteile. Das Werkstück muß
in der Heizeinrichtung auf eine über der eigentlichen Warmformgebungstemperatur
liegende Temperatur gebracht werden, weil beim Transport von der Heizeinrichtung
zur Warmformgebungsvorrichtung mit einem Wärmeverlust gerechnet werden muß. Außerdem
ist es erforderlich, mit dem Werkstück je nach der getroffenen Anordnung mehr oder
minder große Transportwege zurückzulegen. Darüber hinaus sind elektroinduktive Heizeinrichtungen
der bekannten Art, vom elektrotechnischen und wärmetechnischen Standpunkt aus gesehen,
unzweckmäßig, weil mehrere Stücke des stangenförmigen Gutes gleichzeitig erwärmt
bzw. vielfach Stangen zum Zwischenerwärmen in die Heizvorrichtung zurückgebracht
werden müssen. Die Heizeinrichtung enthält daher stets eine andere zu erwärmende
Masse an metallischem Werkstoff und muß mit ihren Abmessungen der jeweils möglichen
größten einzusetzenden Menge an Stangen angepaßt sein.
Einerseits
leidet dadurch der elektrische Wirkungsgrad und andererseits die Temperaturführung
derart, daß die erforderliche Warmformgebungstemperatur nicht rechtzeitig erreicht
oder überschritten wird, was Gefahren für die Werkstoffgüte mit sich bringt.
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Diese Nachteile bekannter Einrichtungen sollen vermieden und darüber
hinaus ein einfaches sowie zeitsparendes Arbeiten an Warmformgebungsvorrichtungen,
wie Schmiedemaschinen, Pendelwalzwerken, Pressen, Stauchmaschinen o. dgl., ermöglicht
werden. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Heizinduktor
unmittelbar vor dem Formgebungswerkzeug anzuordnen, und zwar in der Bahn der Zufuhr
des zu behandelnden Gutes. Die Anordnung wird dabei so getroffen, daß das Gut von
dem Induktor in geeigneter Form ganz oder teilweise umschlossen wird. Der Induktor
ist im Arbeitstakt der Warmformgebungseinrichtung einschaltbar, wobei entweder der
Vorschub des Materials oder der Arbeitshub der Maschine zur Steuerung des Schaltvorganges
ausgenutzt werden kann. Das Abschalten des Induktors besorgt ein Zeitmeßglied. An
Stelle eines Induktors können naturgemäß auch mehrere angeordnet werden, wenn der
Anwendungsfall dies zweckmäßig oder erforderlich erscheinen lassen sollte. Die Induktorformen
können entweder, wie dies aus der Technik des elektroinduktiven Erhitzens bekannt
ist, als Spule oder als Leiterschleife ausgebildet sein.
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Während bisher die warm zu verformende Stange gemeinsam mit anderen
in einem Ofen erhitzt und dann in die Warmformgebungseinrichtung eingebracht wurde,
wird bei Anwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung jede Stange einzeln kalt
in die unmittelbar vor den Warmformgebungswerkzeugen angeordnete Heizvorrichtung
eingeschoben. Der vordere Teil der Stange, der der Warmformgebung zunächst unterworfen
wird, wird durch den eingeschalteten Induktor aufgeheizt. Das Einschalten wird am
Anfang entweder von Hand besorgt oder erfolgt selbsttätig beispielsweise dadurch,
daß die Stange beim Einschieben gegen einen Endschalter, Anschlag o. dgl. stößt.
In den Steuerkreis des Induktors ist ein Zeitmeßglied eingeschaltet, das nach einer
empirisch zu ermittelnden Zeitdauer die Stromzufuhr abschaltet. Das auf diese Weise
durch ein längeres oder kürzeres Er-Kitzen auf die erforderliche Warmformgebungstemperatur
gebrachte Stangenende wird sodann weiter nach vorn zwischen die Warmformgebungswerkzeuge
geschoben, worauf der Schmiede-, Stauch- oder Preßvorgang vor sich geht. Durch das
weitere Vorschieben wird erneut eine Heizperiode eingeschaltet, deren Zeitdauer
durch das Zeitmeßglied begrenzt wird. je nachdem, um welche Art von Warmformgebungsvorgang
es sich handelt, kann das Einschalten der jeweiligen Heizperioden auch durch den
Arbeitshub der Warmformgebungsmaschine erfolgen.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestattet mithin ein kontinuierliches
Aufarbeiten einer Stangenlänge, ohne daß Zwischenerwärmungen o. dgl. erforderlich
sind. Die als zweckmäßig erkannte Verformungstemperatur kann auf das genaueste eingehalten
«-erden, da irgendwelche Wärmeverluste auf dem NVege vom Ofen zur Warmformgebungseinrichtung
praktisch überhaupt nicht eintreten können, ganz abgesehen davon, daß Transportwege
u. dgl. entfallen.
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In Fällen, in denen es sich um verhältnismäßig große Massen handelt,
die erwärmt werden müssen, kann es zweckmäßig sein, den Induktor so lang zu wählen
oder mehrere Induktoren derart anzuordhlen, daß ein größerer Abschnitt der Stange
auf Temperatur gebracht wird, als jeweils dem einzelnen Warmformgebungsvorgang unterworfen
wird. Auf diese Weise wird ein gewisser Abschnitt der Stange bereits vorgewärmt.
Dabei ist es zweckmäßig, eine Vorrichtung zu verwenden, die aus zwei getrennt gespeisten
auf das zu verarbeitende Gut einwirkenden Induktoren besteht. Die Schaltung ist
dann gemäß der Erfindung so einzustellen, daß der eine Induktor in Abhängigkeit
des Vorschubes oder des Arbeitshubes, jedenfalls aber im Verarbeitungstakt, schaltbar
ist, während der andere Induktor ständig eingeschaltet bleibt und dabei mit einer
Leistung betrieben wird, die lediglich zur Deckung der Stra11-lungs- und elektrischen
Leitungsverluste ausreicht. Auf diese Weise wird noch wirksamer jegliches Überhitzen
und gleichzeitig ein Wärmeverlust vermieden.
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Wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung in der zuletzt geschilderten
Ausführungsform benutzt wird, ist es zweckmäßig, die beiden getrennt zu speisenden
Induktoren, gleichgültig ob sie als Spulen oder als Leiterschleifen ausgebildet
sind, ineinanderzusetzen, so daß sie über dem gleichen Abschnitt des Werkstückes
liegen. Dabei ist so zu verfahren, daß jeweils zwei Windungen, die zu verschiedenen
Induktoren gehören, unmittelbar nebeneinander angeordnet werden. Bei spulenförmiger
Ausbildung würde so beispielsweise die Wicklung die Form einer zweigängigen Schraube
annehmen.
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Das Abschalten der Vorrichtung auf eine Leistung, die gerade dazu
ausreicht, Leitungs- und Strahlungsverluste auszugleichen, kann, wenn man auf die
Anordnung mehrerer Induktoren verzichten will, auch mit einem einzigen Induktor
erreicht werden. Es muß zu diesem Zweck in die Steuerleitung ein elektrisches Regelglied
eingebaut werden, das die Leistung, beispielsweise bei umlaufenden Umformern durch
Veränderung des Erregerstromes, bis auf einen Minimalwert abschaltet, dessen Höhe
empirisch zu ermitteln wäre.
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Die elektroinduktive Heizeinrichtung gemäß der Erfindung, die in Abhängigkeit
vom Arbeitstakt eingeschaltet und durch Zeitmeßglieder ausgeschaltet wird, gestattet
ein kontinuierliches Aufarbeiten der Stangen in der Warmformgehungsmaschine, stellt
aber gleichzeitig dabei sicher, daß hei erzwungenem oder erwünschtem Stillstand
der Warmformgebungsmaschine aus irgendwelchen Gründen ein Überhitzen des zu verarbeitenden
Werkstoffes unter allen Umständen vermieden wird. je nachdem, wie im Rahmen der
Erfindung die Schaltung angeordnet
ist, wird entweder die Heizung
aussetzen oder nur einen solchen Wert annehmen, daß der einmal erwärmte Werkstückabschnitt
auf der bereits erreichten Temperatur gehalten wird. Es ist auf diese Weise eine
sowohl energie- als auch zeitsparende Verarbeitung der Werkstücke möglich, wobei
außerdem die Arbeitskraft des Bedienungspersonals geschont wird.