Verfahren zum Warmhalten von induktiv erwärmten Werkstücken, insbesondere Stangen und Rohre

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Warmhalten von durch mehrere hintereinander angeordnete Induktoren gefahrenen und dabei erwärmten, eine Materialsäule bildenden Werkstücken, insbesondere Stangen und Rohren, die in der Warmhaltephase zur Aufrechterhaltung des in der Erwärmungsphase erhaltenen Temperaturprofils über die Materialsäule bei abgestufter Energiezufuhr zu den einzelnen Induktoren zurück- und vorgefahren werden.

[0002] Ein solches Verfahren soll gewährleisten, daß die erwärmten Werkstücke nach Durchlaufen der Erwärmungsstrecke der nachgeordneten Anlage, z.B. einer Presse, mit der für die Nachbearbeitung optimalen Temperatur zugeführt wird. Beim kontinuierlichen Durchlauf läßt sich über eine abgestufte Energiezufuhr zu den ein- ::elnen Induktoren über die Materialsäule ein Temperaturprofil einstellen, bei dem das Werkstück bei Verlassen der Erwärmungsstrecke die für die Weiterverarbeitung optimale Temperatur hat. Die Einhaltung des Temperaturprofils und damit auch der optimalen Temperatur bei Verlassen der Erwärmungsstrecke wird jedoch schwierig, wenn der Durchlauf des Werkstückes gestoppt wird. Solche Betriebsunterbrechungen kommen bei in Reihe angeordneten Anlagen häufig vor. Damit sich bei unterbrochenem Durchlauf die Temperatur in den den einzelnen Induktoren zugeordneten Abschnitten des Werkstückes nicht zu weit von den gewünschten Temperaturprofil entfernt, ist es bekannt, die Energiezufuhr zu den einzelnen Induktoren entsprechend zu regeln. Trotz dieser Regelung läßt es sich bei stillstehendem Werkstück aber nicht vermeiden, daß innerhalb eines jeden Abschnittes eines jeden Induktors das Temperaturniveau sich über die Länge dieses Abschnittes vergleichmäßigt, so daß sich von Abschnitt zu Abschnitt ein abgestuftes Temperaturniveau ergibt. Um diese starke Abstufung der einzelnen Abschnitte zu vermindern, ist es ferner bekannt, bei unterbrochenem Durchlauf das Werkstück zurück- und vorzufahren (reversierender Betrieb). Auch mit dieser Maßnahme ergeben sich aber nach wie vor unerwünscht große Abweichungen der Temperatur der Werkstücke von dem optimalen Temperaturprofil (induktive Stangenerwärmung für Warmstufenpressen von H.-J. Model, Sonderdruck aus "Elektrowärme International"; DE-PS 32 20 142. Elektorwärme International 41 (1983), Juni, "Induktive Stangenerwärmung für Warmpressen", H.-J. Model, Seite B 129 bis B 132: DE-Z).

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das in der Erwärmungsphase erhaltene Temperaturprofil eines im Durchlauf induktiv erwärmten Werkstückes möglichst genau aufrechterhalten werden kann.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die mittlere Energiezufuhr zu den Induktoren während des Vorfahrens der Werkstücke innerhalb der Induktoren durch ein abnehmendes Tastverhältnis von Einschaltezeit zu Ausschaltezeit verringert wird

[0005] Vorzugsweise werden bei diesem Verfahren die Werkstücke bei unterbrochener Energiezufuhr schnell zurückgefahren.

[0006] Alternativ ist es aber auch möglich, daß die mittlere Energiezufuhr zu den Induktoren während des Zurückfahrens der Werkstücke innerhalb der Induktoren durch ein zunehmendes Tastverhältnis von Einschaltezeit zu Ausschaltezeit vergrößert wird.

[0007] Bei diesem alternativen Verfahren werden die Werkstücke vorzugsweise bei unterbrochener Energiezufuhr schnell vorgefahren.

[0008] Während bei einem bekannten Verfahren (DD-PS 12 70 44) die für das Warmhalten der Werkstücke in den Induktoren benötigte Energie durch zeitliches An- und Abschalten von Hilfsdrosseln oder Kapazitäten so variiert wird, daß auch bei Stillstand die axiale Temperaturverteilung in den im Induktorsystem befindlichen Werkstücken angenähert wie beim Durchlauf aufrechterhalten wird, beruht die erfindungsgemäße Lösung auf einem anderen Prinzip. Bei der Erfindung wird bei unterbrochenem Durchlauf den einzelnen Induktoren die Energie, die zur Deckung von Wärmeverlusten in den den einzelnen Induktoren zugeordneten Abschnitten des Werkstückes benötigt wird dadurch aufgeteilt, daß das Tastverhältnis von Einschaltezeit zur Ausschaltezeit für die Energiezufuhr verändert wird. In Verbindung mit dem reversierenden Betrieb läßt sich mit diesen über die Vorfahrphase verteilt den Induktoren zugeführte Energie in den einzelnen Einschaltzeiten das Temperaturprofil feinstufig aufrechterhalten. Je stärker die Aufteilung der zuzuführenden Energie ist, desto genauer läßt sich das Profil aufrechterhalten. Da die den einzelnen Induktoren zugeordneten Abschnitte des Werkstückes beim Warmhalten einen unterschiedlichen Energiebedarf für die Aufrechterhaltung des Temperaturprofils haben, ergeben sich bei einer Aufteilung der Energie auf gleichviele Einschaltzeiten für jeden Abschnitt neben der abnehmenden Einschaltzeit innerhalb eines jeden Abschnittes auch für verschiedene Abschnitte unterschiedliche Einschaltzeiten für die Energie.

[0009] Zwar ist es allgemein bekannt, die Energiezufuhr dadurch zu steuern, daß das Tastverhältnis von Einschaltezeit zur Ausschaltezeit geändert wird (DE-OS 32 20 142 und DE-OS 29 14 304), bei diesem Verfahren wird aber nicht die besondere Problematik beim Warmhalten von Werkstücken bei der Beheizung durch Induktoren behandelt.

[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Prinzip mit der Einrichtung der DE-PS 32 20 142 durchgeführt werden. In diesem Fall muß die Regeleinrichtung die Einschaltphase für den den einzelnen Induktoren zugeführten Strom lediglich in viele Einzelphasen aufgeteilt werden, deren Summe gleich der Einschaltphase ist, die aber zunehmend kürzer werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Warmhalten von durch mehrere hintereinander angeordnete Induktoren gefahrenen und dabei erwärmten, eine Materialsäule bildenden Werkstücken, insbesondere Stangen und Rohren, die in der Warmhaltephase zur Aufrechterhaltung des in der Erwärmungsphase erhaltenen Temperaturprofils über die Materialsäule bei abgestufter Energiezufuhr zu den einzelnen Induktoren zurück- und vorgefahren werden, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Energiezufuhr zu den Induktoren während des Vorfahrens der Werkstücke innerhalb der Induktoren durch ein abnehmendes Tastverhältnis von Einschaltezeit zu Ausschaltezeit verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke bei unterbrochener Energiezufuhr schnell zurückgefahren werden.

3. Verfahren zum Warmhalten von durch mehrere hintereinander angeordnete Induktoren gefahrenen und dabei erwärmten, eine Materialsäule bildenden Werkstücken, insbesondere Stangen und Rohren, die in der Warmhaltephase zur Aufrechterhaltung des in der Erwärmungsphase erhaltenen Temperaturprofils über die Materialsäule bei abgestufter Energiezufuhr zu den einzelnen Induktoren zurück- und vorgefahren werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Energiezufuhr zu den Induktoren während des Zurückfahrens der Werkstücke innerhalb der Induktoren durch ein zunehmendes Tastverhältnis von Einschaltezeit zur Ausschaltezeit vergrößert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke bei unterbrochener Energiezufuhr schnell vorgefahren werden.