Verfahren zum induktiven Erhitzen von Werkstücken und Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei wel chem mehrere Werkstücke einer Induktionsspule nach einander am einen Ende zugeführt und jeweils beim Einstossen eines neuen Werkstückes von diesem auf einer Gleitbahn weitergeschoben werden, und bei welchem Verfahren das auf die gewünschte Tem peratur gebrachte Werkstück der Induktionsspule jeweils am anderen Ende entnommen wird.
Die Erfindung hat ferner zum Gegenstand eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, mit mindestens einer einen Hohlraum aufweisenden Induktionsspule, der eine als Träger für die Werkstücke dienende Gleitbahn enthält.
Derartige Induktionsheizeinrichtungen, die im all gemeinen als Durchstosserhitzer bezeichnet werden, sind an sich bekannt. Sie weisen aber den erhebli chen Nachteil auf, dass bei hohem Durchsatz und insbesondere bei hohen Temperaturen die Werk stücke an den Berührungsflächen miteinander ver schweissen.
Diese nachteilige Erscheinung führt daher, dass mehrere Werkstücke ständig im Innern der Induk tionsspule liegen und die gesamte Werkstücksäule vom Einstossende her durch die Induktionsspule ge drückt werden muss. Dabei erfahren diese Werk stücke auf der zu ihrer Führung dienenden Gleit bahn, insbesondere am Ausstossende der Spule, eine erhebliche Reibung, die wegen der hier hohen Werkstücktemperatur ganz beträchtliche Werte erreicht.
Zum Überwinden der Reibung muss also eine bedeutende Kraft aufgewendet wer den, und diese Kraft reicht aus, um bei den letzten, schon eine hohe Temperatur aufwei senden Werkstücken ein Verschweissen der aufein- andergepressten Enden der Werkstücke herbeizufüh- ren. Es erweist sich daher als erforderlich, bei dem bekannten induktiven Durchstosserhitzer einen zu sätzlichen Arbeitsgang einzuschalten, in dem die verhältnismässig fest aneinander haftenden Werk stücke wieder voneinander getrennt werden.
Diese Mängel werden durch das erfindungsge mässe Verfahren und durch die erfindungsgemässe Vorrichtung beseitigt. Das erfindungsgemässe Ver fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass von den sich auf der Gleitbahn befindlichen Werkstücken nach einem Vorschub, durch den ein Werkstück vor dem Ausstossende der Spule angelangt ist, durch eine zusätzliche Verschiebung das vor dem Ausstossende liegende letzte Werkstück von dem vorangehenden Werkstück getrennt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekenn zeichnet durch Mittel zum Trennen des vor dem Ausstossende der Induktionsspule liegenden letzten Werkstückes und des vorangehenden Werkstückes unmittelbar nach dem Einstossen eines Werkstückes.
In der beiliegenden Zeichnung sind drei Aus führungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung zur Ausführung dieses Ver fahrens schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. la bis 1d einen induktiven Durchstosserhit- zer, bei dem der Spalt zwischen dem letzten und dem vorletzten Werkstück mit Hilfe einer Auszieh einrichtung hergestellt wird, Fig. 2 einen Durchstosserhitzer mit geteilter Gleit bahn, und Fig. 3 eine aus zwei Induktionsspulen bestehende Vorrichtung, mit der ein grösserer stündlicher Durch satz erzielt wird.
In den Fig. 1 a bis 1 d ist jeweils der gleiche Durch stosserhitzer gezeigt, wobei die einzelnen Bewe- gungsvorgänge für den Transport der Werkstücke durch die Induktionsspule und die Erzeugung des Spaltes zwischen dem letzten und dem vorletzten Werkstück in ihren einzelnen Phasen untereinander dargestellt sind. Im Hohlraum der Induktionsspule 1 erstreckt sich eine aus zwei parallelen, wasser gekühlten Metallröhren bestehende Gleitbahn 2, die als Träger für die Werkstücke dient und relativ zur Induktionsspule in Ruhe bleibt. Die Röhren sind im Innern der Induktionsspule durch einige Streben 3 aus dünnwandigem Metall abgestützt.
Der Induktionsspule 1 werden die Werkstücke von links zugeführt, durchwandern die Spule von links nach rechts, wobei sie allmählich auf die gewünschte Temperatur erhitzt werden, und verlassen die In duktionsspule an deren rechtem Ende. Ein frisch einzuführendes Werkstück ist in Fig. 1a mit 4 be zeichnet, während sich die Werkstücke 5, 6 und 7 bereits im Innern der Induktionsspule befinden. Zum Einführen des frischen Werkstückes 4 dient ein Einstosser B.
Es wird zunächst angenommen, dass das frische Werkstück 4 noch nicht auf die Gleitbahn 2 auf gelegt ist, dass aber das Werkstück 7 bereits seine Endtemperatur erreicht hat. Dann wird mit einer Auszieheinrichtung 9 das heisse Werkstück entfernt und das frische Werkstück 4 auf die Gleitbahn auf gelegt, wie dies Fig. 1b zeigt. Mit Hilfe des Ein- stossers 8 wird jetzt das frische Werkstück 4 nach rechts befördert und schiebt hierbei die Werkstücke 5 und 6 vor sich her, bis schliesslich die in Fig. 1c dargestellte Lage der Werkstücke erzielt ist.
Unmit telbar danach wird jetzt mit Hilfe der Ausziehein richtung 9 das bereits eine hohe, aber noch nicht seine endgültige Temperatur aufweisende Werk stück 6 um ein kleines Stück nach rechts befördert, so dass zwischen den Werkstücken 5 und 6 ein Spalt entsteht, der ein Verschweissen dieser beiden Werk stücke unmöglich macht. Dies ist in Fig.ld dar gestellt. Ist der Spalt erzielt, so wird die Auszieh einrichtung wieder aus der Induktionsspule heraus gezogen, wobei sie aber das Werkstück 6 noch nicht mitnimmt. Damit ist der in Fig. la dargestellte Zu stand erreicht, und die weitere Behandlung der Werkstücke erfolgt dann in der vorstehend be schriebenen Weise.
Eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung ist in der Fig.2 dargestellt. Hier ist die Gleitbahn 2 unterteilt, und zwar derart, dass am rechten Ende der Induktionsspule ein feststehendes Stück der Gleitbahn vorgesehen ist. Dieses ist mit 14 bezeich net und an der Stelle, wo es die Induktionsspule verlässt, kräftig nach unten abgewinkelt, so dass ein auf diesen schrägen Teil der Gleitbahn gelan gendes Werkstück unter dem Einfluss der Schwer kraft abwärts gleitet.
Der in der Zeichnung links angeordnete andere Teil der Gleitbahn ist in Rich tung der Spulenachse verschiebbar angeordnet, und hierfür ist das aus der Spule herausschauende Ende der Gleitbahn auf einem Schlitten 10 gelagert, wäh- rend seine Stützorgane 3 im Innern der Spule eben falls schlittenartig gelagert sind. Der Gleitbahnteil 2 kann also in axialer Richtung verschoben werden, wobei Anschläge 11 und 12 diese Bewegung be grenzen. Eine Druckfeder 13 ist bestrebt, den Gleit bahnteil 2 aus der Induktionsspule 1 herauszube- wegen.
Wird auf den Gleitbahnteil 2 ein frisches Werk stück 4 aufgelegt und mit dem Einstosser 8 nach rechts bewegt, .so verschieben sich die bereits in der Induktionsspule befindlichen Werkstücke 5 und 6 bis zur Anlage am Werkstück 7, wobei infolge der Reibung der längsbewegliche Gleitbahnte:il 2 bis zum Anschlag 12 mitgenommen wird. Bei fort schreitender Einschubbewegung gelangt das heisse Werkstück 7 auf den .schrägen Teil des Gleitbahn teils 14, worauf es abgleitet und seiner Weiterver arbeitung zugeführt werden kann. Dieser, auf das heisse Werkstück 7 einwirkende Druck ist infolge seiner kurzen Dauer aber nicht imstande, ein Ver schweissen mit dem Werkstück 6 herbeizuführen.
Wird jetzt, nachdem das Werkstück 6 die Lage des Werkstückes 7 in Fig. 2 eingenommen hat, der Ein- stosser 8 wieder zurückgezogen, so presst die Feder 13 den Gleitbahnteil 2 sogleich nach links und dieser Gleitbahnteil nimmt die Werkstücke 4 und 5 mit. Auf diese Weise ist selbsttätig der erforder liche Spalt zwischen dem letzten und dem vorletzten Werkstück hergestellt worden, und die in der Spule befindlichen Werkstücke können jetzt weiter er hitzt werden, bis das letzte Werkstück die gewünschte Temperatur erreicht hat, worauf der Ausstoss- und Einstossvorgang mit anschliessendem Herstellen des Spalts sich wiederholt.
Eine Vergrösserung des stündlichen Durchsatzes durch Verlängerung der Induktionsspule ist nicht möglich, wenn man die obgenannten Vorteile bei zubehalten wünscht. Eine Vorrichtung zum .induk tiven Erhitzen, die einen höheren stündlichen Durch satz ermöglicht, ist in Fig.3 dargestellt. Hier sind zwei Induktionsspulen 1, 1' nebeneinander ange ordnet und werden wechselweise mit Werkstücken beschickt. Dabei ist die gesamte Anordnung in Fig. 3 im Grundriss dargestellt.
Die Gleitbahn ist bei dieser Einrichtung in der gleichen Weise unterteilt wie bei Fig. 2 und besteht demnach aus einem längsverschieb baren Gleitbahnteil 2 bzw. 2' und einem feststehen den, am Ende nach abwärts abgewinkelten Gleit bahnteil 14 bzw. 14'. Für beide Induktionsspulen ist aber nur ein einziger Einstosser 8 vorgesehen, der in einer Schlittenführung 15 quer zu den In duktionsspulen verschiebbar ist und jeweils vor die jenige Induktionsspule geschoben wird, deren letz tes Werkstück die gewünschte Temperatur erreicht hat, so dass die Beschickung mit einem frischen Werkstück nötig wird.
Die Arbeitsweise der bei den Induktionsspulen mit ihren Gleitbahnen und das Verfahren zum Erzielen des benötigten Spaltes zwi schen dem letzten und dem vorletzten Werkstück sind bei beiden Induktionsspulen gleich. Eine Erläuterung erscheint .im Hinblick auf das zu Fig. 2 Gesagte nicht mehr erforderlich. Dadurch, dass beide Induk tionsspulen 1 und 1' abwechselnd mit frischen Werk stücken versehen werden und ihnen auch abwech selnd am rechten Ende die heissen Werkstücke ent nommen werden, ist demnach der Durchsatz gegen über einer einfachen Induktionsheizvorrichtung nach Fig. 2 verdoppelt.
Es liegt auf der Hand, dass Fig. 3 nur ein Ausführungsbeispiel darstellt und nichts im Wege steht, auch mehr als zwei Induktionsspulen nebeneinander in der angegebenen Weise zu be treiben.
Method for inductive heating of workpieces and device for carrying out this method The invention relates to a method in which several workpieces are fed to an induction coil one after the other at one end and each time a new workpiece is pushed in by this on a slide, and in which method the workpiece brought to the desired temperature is removed from the induction coil at the other end.
Another object of the invention is a device for carrying out the method according to the invention, with at least one induction coil which has a cavity and which contains a slide track serving as a carrier for the workpieces.
Such induction heating devices, which are generally referred to as pusher heaters, are known per se. However, they have the considerable disadvantage that at high throughput and especially at high temperatures, the work pieces weld to one another at the contact surfaces.
This disadvantageous phenomenon therefore leads to the fact that several workpieces are constantly inside the induction coil and the entire column of workpieces must be pushed through the induction coil from the push-in end. In this case, these work pieces experience a considerable amount of friction on the sliding path used for their guidance, especially at the ejection end of the coil, which, because of the high workpiece temperature here, reaches quite considerable values.
In order to overcome the friction, a significant force has to be expended, and this force is sufficient to cause the ends of the workpieces pressed onto one another to weld together on the last workpieces that are already at a high temperature. It is therefore necessary To turn on an additional operation in the known inductive piercing heater, in which the relatively firmly adhering work pieces are separated from each other again.
These deficiencies are eliminated by the method according to the invention and by the device according to the invention. The inventive method is characterized in that of the workpieces located on the slide, after a feed through which a workpiece has reached the ejection end of the coil, the last workpiece in front of the ejection end is separated from the preceding workpiece by an additional shift .
The device according to the invention is characterized by means for separating the last workpiece located in front of the discharge end of the induction coil and the previous workpiece immediately after a workpiece has been pushed in.
In the accompanying drawing, three exemplary embodiments of the method according to the invention and the device for carrying out this method are shown schematically, namely: Fig. 1a to 1d an inductive piercing heater in which the gap between the last and the penultimate workpiece with the help a pull-out device is made, Fig. 2 a piercing heater with a split slide, and Fig. 3 a device consisting of two induction coils, with which a larger hourly through rate is achieved.
In FIGS. 1 a to 1 d, the same through-shock heater is shown, the individual movement processes for transporting the workpieces through the induction coil and the creation of the gap between the last and the penultimate workpiece being shown in their individual phases . In the cavity of the induction coil 1 there extends a sliding track 2 consisting of two parallel, water-cooled metal tubes, which serves as a carrier for the workpieces and remains at rest relative to the induction coil. The tubes are supported inside the induction coil by some struts 3 made of thin-walled metal.
The induction coil 1, the workpieces are fed from the left, wander through the coil from left to right, where they are gradually heated to the desired temperature, and leave the induction coil in at its right end. A freshly inserted workpiece is shown in Fig. 1a with 4 be, while the workpieces 5, 6 and 7 are already inside the induction coil. A pusher B is used to introduce the fresh workpiece 4.
It is initially assumed that the fresh workpiece 4 has not yet been placed on the slide 2, but that the workpiece 7 has already reached its final temperature. Then the hot workpiece is removed with a pull-out device 9 and the fresh workpiece 4 is placed on the slide, as shown in FIG. 1b. With the help of the pusher 8, the fresh workpiece 4 is now conveyed to the right and, in doing so, pushes the workpieces 5 and 6 in front of it until the workpieces are finally in the position shown in FIG. 1c.
Immediately thereafter, with the help of the Ausziehein device 9, the work piece 6, which is already high, but not yet at its final temperature, is moved a little to the right, so that a gap arises between the work pieces 5 and 6, which causes them to weld makes both work pieces impossible. This is shown in Fig.ld represents. If the gap is achieved, the extraction device is pulled out of the induction coil again, but it does not yet take the workpiece 6 with it. So that the stand shown in Fig. La is reached, and the further treatment of the workpieces then takes place in the manner described above be.
Another embodiment of a device is shown in FIG. Here the slide 2 is subdivided in such a way that a fixed piece of the slide is provided at the right end of the induction coil. This is denoted by 14 and at the point where it leaves the induction coil, it is strongly angled downwards, so that a workpiece that comes on this inclined part of the slideway slides downwards under the influence of gravity.
The other part of the slideway located on the left in the drawing is slidable in the direction of the coil axis, and for this purpose the end of the slideway protruding from the coil is mounted on a carriage 10, while its support members 3 are also mounted in the interior of the coil like a carriage are. The slide part 2 can thus be moved in the axial direction, with stops 11 and 12 limit this movement. A compression spring 13 seeks to move the sliding track part 2 out of the induction coil 1.
If a fresh work piece 4 is placed on the slide part 2 and moved to the right with the pusher 8, the work pieces 5 and 6 already in the induction coil move until they come to rest on the workpiece 7, whereby the longitudinally movable slide paths due to the friction: il 2 is taken up to the stop 12. As the insertion movement progresses, the hot workpiece 7 arrives at the inclined part of the slideway part 14, whereupon it slides off and can be fed to its further processing. This, acting on the hot workpiece 7 pressure is due to its short duration but not able to weld a Ver with the workpiece 6 bring about.
If now, after the workpiece 6 has assumed the position of the workpiece 7 in FIG. 2, the pusher 8 is pulled back again, the spring 13 immediately presses the slide part 2 to the left and this slide part takes the workpieces 4 and 5 with it. In this way, the required gap between the last and the penultimate workpiece has been made automatically, and the workpieces in the coil can now be further heated until the last workpiece has reached the desired temperature, whereupon the ejecting and pushing process with subsequent production of the gap is repeated.
An increase in the hourly throughput by lengthening the induction coil is not possible if the advantages mentioned above are to be retained. A device for .induk tive heating, which allows a higher hourly throughput, is shown in Fig.3. Here two induction coils 1, 1 'are arranged side by side and are alternately loaded with workpieces. The entire arrangement is shown in plan in FIG. 3.
The slide is divided in this device in the same way as in Fig. 2 and therefore consists of a longitudinal shift ble slide part 2 or 2 'and a fixed to the, at the end downwardly angled slide track part 14 and 14'. For both induction coils, however, only a single push-in device 8 is provided, which can be moved across the induction coils in a slide guide 15 and is pushed in front of the induction coil whose last workpiece has reached the desired temperature, so that a fresh one can be loaded Workpiece becomes necessary.
The operation of the induction coils with their slideways and the method of achieving the required gap between the last and the penultimate workpiece are the same for both induction coils. An explanation no longer appears necessary with regard to what has been said about FIG. The fact that both induction coils 1 and 1 'are alternately provided with fresh work pieces and the hot work pieces are alternately removed from them at the right end, the throughput is therefore doubled compared to a simple induction heating device according to FIG.
It is obvious that FIG. 3 shows only one exemplary embodiment and nothing stands in the way of operating more than two induction coils next to one another in the specified manner.