136 / 164
EuroWire – Mai 2007
134
deutsch
Bei der Betrachtung des Wirkungsgrads
muß zunächst das Spulsystem berück-
sichtigt werden. Der Innendurchmesser
der Kupferspirale ist der wichtigste Aspekt
zur Bestimmung des Wirkungsgrads.
Dieser Durchmesser hängt wiederum von
wichtigen mechanischen Aspekten ab,
die sich auf die Drahtführung, -vibration
und -verunreinigung beziehen, neben
der Drahtabmessung und der Methode
zur Verbindung zwischen Drahtspule
und Drahtspule. Im allgemeinen gilt,
daß je näher die Spule zum Material
steht, desto höher ist der Wirkungsgrad.
In vielen Fällen könnte es erforderlich
sein, verschiedene Drahtabmessungen
durch eine einzige Spule laufen zu
lassen. Geringere Abmessungen werden
mit einen niedrigeren Wirkungsgrad
hergestellt, gerechtfertigt werden kann
jedoch der Kompromiß durch niedrigere
Kapitalkosten,
die
durch
geringere
Spulenabmessungen und Ausfallzeiten
erzielt werden, dank Reduzierung der
Spulenwechsel
wegen
verschiedener
Abmessungen.
Der zweite Aspekt des Spulenentwurfs
betrifft die Spulenlänge. Theoretisch
wird eine Zeit von zirka D²/25 Sekunden
(wo D = Drahtdurchmesser in mm)
benötigt, um einen Durchmesser bei einer
bestimmten
Temperatur
gleichmäßig
durchzuerwärmen.
Die
minimale
Spullänge in Meter entspricht daher
D²M/25 (wo M = Drahtgeschwindigkeit in
Meter/Sekunden).
In der Praxis ergibt sich daraus besonders
für kleinere Drahtdurchmesser, daß die
genannte Mindestlänge eine übermäßige
Leistungsdichte wegen der sehr kurzen
Spulenlänge aufweist, mit einem daraus
folgenden
schlechten
Wirkungsgrad.
Spulenlängen werden daher erweitert,
um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Eine
erfahrene Beurteilung der Spulenlänge
(mit Spulendurchmesser, die anhand
Drahtabmessungen bestimmt werden)
sowie mehrere Berechnungen - unter
Berücksichtigung der Spulenspannung,
Windungszahl und Prozentsatz an Kupfer
gegenüber dem Freiraum - wird mit der
Absicht durchgeführt einen optimalen
Wirkungsgrad zu erzielen. Mit diesen
Berechnungen könnte die anfängliche
Beurteilung über die Spulelänge variieren,
um somit den Wirkungsgrad zu erhöhen.
Drahterwärmungsanwendungen
Die Induktionserwärmung wird heute bei
einer großen Auswahl an Drahtverfahren
angewendet, die sowohl Einzeldrähte,
Mehrdrähte,
die
parallel
laufen,
oder verseilte Drähte, betreffen. Die
Drahterwärmungsanwendungen umfaßen:
Erwärmung vor dem Ziehen; Erwärmung
vor dem Vergießen (beispielsweise bei
der Herstellung PVC-abgedeckter Kabel);
Wärmebehandlung von Drähten (in
der Regel Härtung, manchmal gefolgt
von Vergütung); Glühen von ein- und
mehrsträngigen Drähten; Erwärmung des
Drahts vor der Beschichtung (sowohl mit
einer metallischen Beschichtung wie mit
Isoliermischungen); Entspannung, wie bei
Spannbetondrähten durchgeführt, und
Vorerwärmung vor einem konventionellen
Wärmeverfahren.
Auf einen Blick
– Verfahren der
Induktionsdrahterwärm-
ung im Detail:
Erwärmung vor dem Ziehen
Manchmal ist es erforderlich, bestimmte
Drähte vor dem Ziehen zu erwärmen,
um Schäden an der Drahtoberfläche zu
vermeiden, die durch das Ziehverfahen
verursacht werden könnten.
Erwärmung vor dem Vergießen
In
der
Regel
wird
dies
bei
Aluminiumdrähten
vorgenommen,
sowohl bei Einzeldrähten wie bei
Litzen. Die Drähte werden erwärmt
sobald sie die Abwickelrolle verlassen
und die Induktionsspule wird auf
dem Kettenlinien-Winkel der Drahtlinie
positioniert. Der Draht läuft durch
die Induktionsspule wo er bei zirka
250°F (120°C) erwärmt wird und dann
unmittelbar zum Vergießprozeß übergeht,
wo das PVC gleichmäßig über den Draht
fließt. Die Induktionsspulenlänge hängt
von der Geschwindigkeit des Verfahrens
ab sowie von der Tiefe der Erwärmung,
die durch den Drahtquerschnitt erfordert
wird. Da die Durcherwärmung des
Drahts nicht grundlegend ist, liegt die
Induktionsspulenlänge (für die meisten
Anwendungen) zwischen 20 und 40 Zoll
(0,5m bis 1m).
Wärmebehandlung der Drähte
Ein kontinuierliches Härten und Verglühen
des Stahldrahts ist für bestimmte
Drahtanwendungen besonders wichtig,
wie z. B. bei der Herstellung verformter
Stäbe,
die
der
Verstärkung
von
Betonkonstruktionen dienen.
Dies
wird
mit
der
Anwendung
eines
horizontalen
Inline-Verfahrens
erzielt, wo der Draht bis zu einer
Austenisierungstemperatur von 1.742°F
(950°C) erwärmt wird, gefolgt von
einem Abschreckverfahren mit Wasser
und danach wiedererwärmt zwischen
660°F (350°C) und 842°F (450°C) für das
Endhärten, wobei die Temperatur von
den
Zugfestigkeitsanforderungen
des
Endprodukts abhängt. Radyne verfügt über
ein eingetragenes „Hi Bond“-Verfahren für
diese spezifische Anwendung.
Glühen
Stahldrähte können für das Glühverfahren
durch Induktion normalerweise bis zu
einer Temperatur von 1.290°F (700°C)
erwärmt werden, sowohl einzeln (für eine
Vielzahl von Durchmessern) wie mehrfach
(in der Regel zwischen 0,04 (1mm) und
0,23 Zoll (6mm)). Die Ausgangsfrequenz
der
Induktionsenergiequelle
hängt
vom
Drahtdurchmesser
ab
und
das Leistungsniveau hängt von der
Bild 2
.
Drahtanlage mit kontinuierlicher Wärmebehandlung von Radyne
▲
Abwicklertyp, je nach
Drahtdurchmesser
Treibrollen Treibrollen
Treib-
rollen
Richter
Waschsystem
Induktive
Vorwärmestation
Induktiver
Nachwär-
meabschnitt
Abschreckung
Induktive
Härtestation
Endabschreckung Produkt-
schutz
Schere
Ablenkungs-/
optionale Abläng-
und Bündeleinheit
Abwickler,
TypWindmühle
oder Mulde