CS246779B1

CS246779B1 - Clamping mechanism

Info

Publication number: CS246779B1
Application number: CS51285A
Authority: CS
Inventors: Otakar Toman; Jan Belovsky; Josef Svoboda
Original assignee: Otakar Toman; Jan Belovsky; Josef Svoboda
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1986-11-13

Description

Vynález se týká indukčního ohřívacího zařízení pro částečný ohřev tyčí, zejména pro kovárny.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an induction heating device for partial heating of bars, in particular forge shops.

'Pro částečný indukční ohřev tyčí se v kovárnách používají nejčastěji buď štěrbinové induktory, nebo válcové induktory. Válcové induktory bývají buď téměř svislé, nebo vodorovné. Vodorovné válcové induktory mají řešen odvod ohřátých tyčí bud na opačné straně než je přívod ohřátých tyčí a induktory jsou v tomto případě průchozí, nebo je odvod i přívod tyčí situován na téže straně induktoru. Válcové induktory mají lepší energetickou účinnost než induktory štěrbinové a pokud jsou řešeny jako průchozí, bývá zpravidla ohřívací zařízení jednodušší, protože se nemění směr pohybu ohřívaných tyčí.For the partial induction heating of the bars, either slotted inductors or cylindrical inductors are most often used in forges. Cylindrical inductors are either almost vertical or horizontal. The horizontal cylindrical inductors have the solution of the heated rods either on the opposite side to the heated rod inlet and the inductors are in this case continuous, or the drain and the rod inlet are situated on the same side of the inductor. Cylindrical inductors have better energy efficiency than slotted inductors, and when designed as through-going, the heater is usually simpler because the direction of movement of the heated rods does not change.

Při částečném ohřevu menších tyčí (například kruhových tyčí s průměrem 15 mm a délkou 120 mm, u nichž se ohřívá jeden konec do vzdálenosti 40 mm) relativně vysokým výkonem působí již na ohřívanou tyč síly, které mohou tyčí posunout, nebo ji vymrštit, protože vlastní tíha tyčí je malá. V takovém případě je nezbytné při ohřevu tyč upínat.For partial heating of smaller rods (for example, round rods with a diameter of 15 mm and a length of 120 mm, where one end is heated up to a distance of 40 mm), relatively high power already exerts on the heated rod. the weight of the bars is small. In this case it is necessary to clamp the bar during heating.

Ke známým indukčním ohřívacím zařízením s upínáním ohřívaných součástí patří zařízení, které je popsáno v autorském osvědčeiní SSSR č. 604 199. Induktor je vertikální a upnutí se dosahuje magnetickým držákem, na němž ohřívaná součást při ohřevu stojí. Tento způsob však není vhodný pro relativně delší tyče, které by ani velmi silný permanentní magnet nebyl schopen zabezpečit proti překlopení.Known induction heating devices with clamping of the heated components include a device as described in USSR 604 199. The inductor is vertical and is clamped by a magnetic holder on which the heated component stands during heating. However, this method is not suitable for relatively longer bars, which even a very strong permanent magnet would not be able to secure against tipping.

Další známý upínací mechanismus se používá u vodorovných průchozích válcových induktorů a je vytvořen tak, že před induktorem je pevný žlábek a nad ním je umístěna upínací čelist ve tvaru háku, kde spodní konec čelisti pod žlábkem je upraven jako svislé vedení a zde je čelist také ovládána silovým válcem. Tato jednoduchá a rozměrově nenáročná konstrukce upínacího mechanismu je vhodná sice pro tyče různého profilu (kruhového, čtvercového apod.), ale bez osazení.Another known clamping mechanism is used for horizontal through cylindrical inductors and is formed by having a fixed groove in front of the inductor and a hook-shaped clamping jaw above the inductor, where the lower end of the jaw below the groove is arranged as a vertical guide and the jaw is also controlled force cylinder. This simple and undemanding design of the clamping mechanism is suitable for bars of different profiles (round, square, etc.), but without stepping.

Někdy je považován ohřev např. kruhových tyčí, které mají dva rozdílné průměry, kde jedna část tyče s větším průměrem je ohřívána a druhá osazená část s menším průměrem vyčnívá z válcového vodorovného průchozího induktoru při ohřevu ven. Při použití zmíněné upínací čelisti by ohřívaná tyč nebyla při ohřevu souosá s induktorem, ohřev by probíhal nerovnoměrně a krátká doba ohřevu by neumožnila vyrovnání teplot.It is sometimes considered to heat, for example, round bars having two different diameters, where one part of the larger diameter bar is heated and the other shoulder with a smaller diameter protrudes from the cylindrical horizontal through inductor when heating out. When using said clamping jaw, the heated rod would not be coaxial with the inductor during heating, the heating would be uneven and a short heating time would not allow temperature equalization.

Nevýhody dosud známých upínacích mechanismů k indukčnímu ohřívacímu zařízení pro částečný ohřev tyčí, zejména pro kovárny, odstraňuje v převážné míře upínací mechanismus podle vynálezu, uložený před vodorovným válcovým induktorem, kde před induktorem je pevný přiváděči žlábek a kde podstata vynálezu spočívá v tom, že spodní čelist je kyvná kolem osy kolmé k podélné ose přiváděcího žlábku, kde spodní čelist je opatřena prismatickým žlábkem a má dvě funkční polohy, přičemž ve spodní funkční poloze spodní čelist navazuje prismatický žlábeik spodní čelisti na přiváděči žlábek a přičemž horní čelist je kyvná kolem osy kolmé k podélné ose přiváděcího žlábku.The drawbacks of the hitherto known clamping mechanisms for an induction heating device for partial heating of rods, in particular forge shops, are largely eliminated by the clamping mechanism according to the invention placed in front of the horizontal cylindrical inductor, where the inductor is a fixed feeding trough and the jaw is pivotal about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the feed trough, wherein the lower jaw is provided with a prismatic trough and has two functional positions, wherein in the lower functional position the lower jaw adjoins the prismatic trough of the lower jaw on the feed trough; the longitudinal axis of the feed channel.

Další podstatou vynálezu je, že horní čelist je kyvná na dvou navzájem souosých čepech upravených po stranách přivádějícího žlábku.Another object of the invention is that the upper jaw is pivotable on two mutually coaxial pins arranged on the sides of the feeding groove.

Další podstatou vynálezu je, že spodní čelist je zavěšena na přiváděcím žlábku a je vybavena dorazovým šroubem, který se ze spodu dotýká přiváděcího žlábku, když je spodní čelist v horní funkční poloze.It is a further object of the invention that the lower jaw is hinged to the feed trough and is provided with a stop screw that contacts the feed trough from the bottom when the lower jaw is in the upper operative position.

Podstatnou výhodou upínacího mechanismu k indukčnímu ohřívacímu zařízení pro částečný ohřev tyčí podle vynálezu je, že může být upínána i tyč s proměnnou velikostí profilu, aniž by byla podstatněji narušeno souosost ohřívané tyče s induktorem, což umožňuje rovnoměrný ohřev.An essential advantage of the clamping mechanism for the induction heating device for partial heating of the bars according to the invention is that a rod of variable profile size can also be clamped without substantially disturbing the alignment of the heated rod with the inductor, allowing uniform heating.

Další podstatnou výhodou upínacího mechanismu podle vynálezu je malá půdorysná plocha a jednoduchá konstrukce. Malá půdorysná plocha umožňuje pro zvýšení výkonu uspořádat velmi blízko vedle sebe několik induktorů, kde každý induktor má svůj upínací mechanismus, kde v důsledku malé vzájemné vzdálenosti mohou mít induktory krátká přívodní vedení s nízkou impedancí, což zvyšuje energetickou účinnost celého indukčního ohřívacího zařízení.Another important advantage of the clamping mechanism according to the invention is its small footprint and simple construction. The small footprint makes it possible to arrange several inductors very close to each other for increased power, each inductor having its own clamping mechanism where, due to the small distance between them, the inductors can have short supply lines with low impedance, which increases the energy efficiency of the entire induction heater.

Další podstatnou výhodou je rychlost a jednoduchost přestavení upínacího mechanismu na jiný rozměr ohřívané tyče, které spočívá jen v seřízení dorazového šroubu.Another significant advantage is the speed and simplicity of adjusting the clamping mechanism to another dimension of the heated bar, which consists only in adjusting the stop screw.

Další podstatnou výhodou je, že v bezprostřední blízkosti induktoru, kde dochází ík dosti intenzivnímu a nežádoucímu ohřevu kovových částí mechanismu, se nachází jen konce obou čelistí, které mohou být zhotoveny z nemagnetické oceli, které snižuje tyto ztráty. Další funkční část upínacího mechanismu je umístěna ve větší vzdálenosti od induktoru, kde je ohřev indukcí již zanedbatelný.Another significant advantage is that only the ends of both jaws, which can be made of non-magnetic steel, which reduces these losses, are located in the immediate vicinity of the inductor, where the metal parts of the mechanism are intensely and undesirably heated. Another functional part of the clamping mechanism is located at a greater distance from the inductor, where the heating by induction is already negligible.

Upínací mechanismus k indukčnímu ohřívacímu zařízení pro částečný ohřev tyčí podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených obrázcích, kde:The clamping mechanism for the induction heating device for partial heating of the bars according to the invention is schematically shown in the attached figures, where:

na obr. 1 je nárys mechanismu ve stavu, kdy je ohřívána kruhová tyč bez osazení;Fig. 1 is a front elevational view of the mechanism in which a round bar without heating is heated;

na obr. 2 je půdorys mechanismu ve stavu, kdy je ohřívána kruhová tyč bez osazení;Fig. 2 is a plan view of the mechanism in which a round bar without heating is heated;

na obr. 3 je řez rovinou A—A, kde pro lepší názornost není nakreslen induktor;Fig. 3 is a cross-sectional view of the line A-A where no inductor is shown for better illustration;

na obr. 4 je nárys mechanismu ve stavu, kde je ohřívána tyč s osazením, u které je ohřívána část s větším průměrem.Fig. 4 is a front view of the mechanism in a state where a stepped bar is heated in which a larger diameter portion is heated.

246Ý79246Ý79

Upínací mechanismus podle vynálezu je uložen před vodorovným válcovým induktorem 4, před kterým je rovněž umístěn pevný přiváděči žlábek 1 a je v podstatě proveden tak, že spodní čelist 3 upínacího mechanismu je kyvná kolem obvykle vodorovné osy kolmé k podélné ose přiváděcího žlábku 1, přičemž je s přiváděcím žlábkem spojena např. čepem 6. Spodní čelist 3 je opatřena prismatickým žlábkem a má dvě funkční polohy, kde ve spodní funkční poloze navazuje prismatický žlábek spodní čelisti 3 na přiváděči žlábek 1.The clamping mechanism according to the invention is arranged upstream of the horizontal cylindrical inductor 4, in front of which is also located a fixed feed trough 1 and is essentially designed so that the lower jaw 3 of the clamping mechanism is pivotable about a generally horizontal axis perpendicular to the longitudinal axis of the feed trough The lower jaw 3 is provided with a prismatic groove and has two functional positions, where in the lower functional position the prismatic groove of the lower jaw 3 is connected to the supply groove 1.

Spsdní ěelst 3 může být zbavena důrazovým šroubem 10, který se ze spodu dotýká přiváděcího žlábku 1, když je spodní čelist 3 v horní funkční poloze. Cep 6 je s výhodou umístěn co nejdále od válcového induktoru 4, aby pootočení spodní čelisti 3 při určitém jejím zdvihu bylo co nejmenší. Vychýlení osazené ohřívané tyče 13 z ideální polohy, tj. z polohy souosé s válcovým induktorem 4, je potom také velmi malé a i při velké rychlosti ohřevu vzniká jen malá nerovnoměrnost teploty, která se stačí vyrovnat.The lower jaw 3 can be stripped of the bolt 10 which touches the feed groove 1 from below when the lower jaw 3 is in the upper functional position. The pin 6 is preferably positioned as far away from the cylindrical inductor 4 as possible to keep the lower jaw 3 at a certain stroke as small as possible. The deflection of the stepped heated rod 13 from the ideal position, i.e. from the position coaxial with the cylindrical inductor 4, is then also very small, and even at a high heating rate, there is little temperature unevenness which can be compensated.

Horní čelist 2 je kyvná kolem obvykle vodorovné osy kolmé k podélné ose přiváděcího žlábku 1 a může být zavěšena na dvou navzájem souosých čepech 5 upravených po stranách přiváděcího žlábku 1. Horní čelist 2 může být ovládána silovým válcem 7 horní čelisti 2 zavěšeným kyvně k držáku 9 silových válců, přičemž silový válec 7 horní čelisti 2 je svou pístnicí spojen kyvně s horní čelistí 2.The upper jaw 2 is pivotable about a generally horizontal axis perpendicular to the longitudinal axis of the feed trough 1 and can be hinged on two mutually coaxial pins 5 provided on the sides of the feed trough 1. The upper jaw 2 can be controlled by a force cylinder 7 of the upper jaw 2 The power cylinder 7 of the upper jaw 2 is pivotally connected to the upper jaw 2 by its piston rod.

Spodní čelist 3 může být ovládána silovým válcem 8 spodní čelisti 3, který je např. pevně spojen s držákem 9 silových válců, přičemž pístnice silového válce 8 spodní čelisti 3 se např. opírá o spodní čelist 3. Oba silové válce 17 a 18 čelistí jsou dimenzovány tak, že síla spodní čelisti 3 je větší než síla horní čelisti 2, aby poloha upnuté osazené ohřívané tyče 13 byla jednoznačná. Na opačném konci přiváděcího žlábku 1 může být upevněn silový válec 11 pro zasouvání tyčí.The lower jaw 3 may be actuated by a power cylinder 8 of the lower jaw 3, which is e.g. fixedly connected to the power cylinder holder 9, the piston rod of the power cylinder 8 of the lower jaw 3 being supported, for example, by the lower jaw 3. dimensioned such that the force of the lower jaw 3 is greater than the force of the upper jaw 2 so that the position of the clamped stepped heated rod 13 is unambiguous. At the opposite end of the feed trough 1, a power cylinder 11 for engaging the rods can be mounted.

Na obr. 1 je čárkovaně naznačena poloha horní čelisti 2 a poloha silového válce 7 horní čelisti 2, když je upínací mechanismus podle vynálezu otevřen a kdy může docházet k posouvání kruhové tyče 12, nebo osazené tyče 13.In FIG. 1, the position of the upper jaw 2 and the position of the force cylinder 7 of the upper jaw 2 are shown in dashed lines when the clamping mechanism according to the invention is opened and when the round bar 12 or the stepped bar 13 can be moved.

Upínací mechanismus podle vynálezu pracuje tak, že kruhová tyč 12, nebo osazená tyč 13 se nejprve zasune do válcového induktoru 4 buď silovým válcem 11 pro zasouvání tyčí, nebo jiným neznázorněným βThe clamping mechanism according to the invention operates in such a way that the annular rod 12 or the mounted rod 13 is first inserted into the cylindrical inductor 4 either by the rod retracting cylinder 11 or by another not shown β

mechanismem. Potom je kruhová tyč 12, nebo osazená tyč 13 upnutá vpuštěním tlakového vzduchu do silových válců 7 a 8.mechanism. Then, the annular bar 12, or the stepped bar 13, is clamped by injecting compressed air into the power cylinders 7 and 8.

Horní čelist 2 se opře o kruhovou tyč 12, nebo osazenou tyč 13 shora a spodní čelist 3 se posune směrem nahoru tak, jak dovolí dorazový šroub 10. Při ohřívání osazené tyče 13 je dorazový šroub 10 seřízen tak, aby byla po upnutí osazená tyč 13 přibližně souosá s válcovým induktorem 4, jak je znázorněno na obr. 4.The upper jaw 2 rests on a circular bar 12 or the stepped bar 13 from above and the lower jaw 3 is moved upward as the stop screw 10 allows. When the stepped bar 13 is heated, the stop screw 10 is adjusted so that the stepped bar 13 is clamped approximately coaxial with the cylindrical inductor 4 as shown in Fig. 4.

Při ohřívání kruhových tyčí 12 je poloha dorazového šroubu 10 nejčastěji upravena tak, že spodní čelist 3 vůbec nemůže se pohybovat směrem nahoru a obě funkční polohy spodní čelisti 3 jsou tedy navzájem totožné, přestože např. silový válec 8 spodní čelisti dostává tlakový vzduch a jeho· pístnice tlačí na spodní čelist 3. Silové válce 7, 8 horní čelisti a spodní čelisti mohou být proto s výhodou připojeny na jediné spoječné neznázorněné rozváděči šoupátko a při přestavbě upínacího mechanismu není nutné provádět žádný zásah v pneumatickém obvodu. Seřizuje se pouze dorazový šroub 10. Po dokončení ohřevu se upínací mechanismus otevře a kruhová tyč 12, nebo osazená tyč 13 je např. pomocí další neznázorněné studené tyče vytlačena z válcového induktora 4 např. vysunutím pístnice silového válce 11 pro· zasouvání tyčí.When heating the round bars 12, the position of the stop screw 10 is most often adjusted so that the lower jaw 3 cannot move upwards at all and the two functional positions of the lower jaw 3 are thus identical to each other, for example. The piston rods press on the lower jaw 3. The upper and lower jaw power cylinders 7, 8 can therefore advantageously be connected to a single connecting valve (not shown) and no intervention in the pneumatic circuit is necessary when the clamping mechanism is rebuilt. Only the stop screw 10 is adjusted. After the heating is complete, the clamping mechanism is opened and the annular rod 12, or the stepped rod 13, is pushed out of the cylindrical inductor 4 by, for example, another rod (not shown).

Studené tyče se do přiváděcího žlábku 1 mohou vkládat ručně, nejčastěji jsou však vkládány automaticky neznázorněným mechanismem. Silový válec 11 pro zasouvání tyčí může být nahrazen jiným mechanismem, např. mechanismem sestávajícím v podstatě ze dvou silových válců, kde první silový válec s delším zdvihem je pevně spojen s přiváděcím žlábkem 1, např. prostřednictvím neznázorněného rámu stroje a na pístnicí prvního silového válce je upevněn druhý silový válec s menším zdvihem, jehož pístnice se při zasouvání i při ohřevu opírá o kruhovou tyč 12, nebo osazenou tyč 13.The cold bars can be inserted manually into the feed trough 1, but most often they are inserted automatically by a mechanism (not shown). The rod retracting cylinder 11 may be replaced by another mechanism, eg a mechanism consisting essentially of two force cylinders, wherein the first long-stroke force cylinder is rigidly connected to the feed groove 1, e.g. by means of a machine frame (not shown) and on the first power cylinder piston rod. a second power cylinder with a smaller stroke is mounted, the piston rod of which rests on a round rod 12 or a stepped rod 13 during insertion and during heating.

Po dokončení ohřevu zůstává první silový válec v klidu, kdežto pístnice druhého silového válce se rychlým pohybem vysune, přičemž vyhodí kruhovou tyč 12, nebo osazenou tyč 13 z válcového induktora 4 ven. K odstranění ohřáté tyče z válcového induktoru 4 není tedy zapotřebí další studená tyč a spolehlivost vyhození ohřáté tyče se tímto způsobem zvyšuje.Upon completion of heating, the first power cylinder remains stationary, while the piston rod of the second power cylinder extends rapidly, ejecting the round rod 12 or the stepped rod 13 out of the cylindrical inductor 4. Therefore, no additional cold rod is required to remove the heated rod from the cylindrical inductor 4, and the ejection reliability of the heated rod is thereby increased.

Řízení upínacího mechanismu podle vynálezu i celého indukčního ohřívacího zařízení pro částečný ohřev tyčí může být provedeno některými ze známých způsobů pro automatické řízení strojů.The control of the clamping mechanism according to the invention and the whole induction heating device for partial heating of the rods can be carried out by some of the known methods for automatic machine control.

Claims

P D E D Μ £ T

Clamping mechanism for an induction heating device for partial heating of rods, arranged in front of a horizontal cylindrical inductor, in front of the inductor there is a fixed feeding trough, characterized in that the lower jaw (3) is pivotable about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the feeding trough (1) wherein the lower jaw (3j is provided with a prismatic groove and has two functional positions, wherein, in the lower functional position, the lower jaw (3) adjoins the prismatic groove of the lower jaw (3) on the feeding groove (1), the upper jaw (2) being pivotable an axis perpendicular to the longitudinal axis of the feed channel (lj.

VYNALEZU

Clamping mechanism according to claim 1, characterized in that the upper jaw (2) is pivotable on two mutually coaxial pins (5) provided on the sides of the feed groove (1).

Clamping mechanism according to claim 1, characterized in that the lower jaw (3) is hinged to the feed trough (1) and is provided with a stop screw (10) which contacts the feed trough (1) from below when the lower jaw is (3j in the upper functional position.