Induktions-Esse

Tut mir leid, dass ich diesen Thread aufmache, aber der alte ist ja schon geschlossen.

Und das Thema ist zu interessant, als dass ich es gleich wieder ad acta legen wollte (gell, Michael L.!).

Ich finde es immer ganz spannend und hilfreich zu Anfang mal eine paar Überschlagsrechnungen anzustellen, um einfach eine bessere Vorstellung des Themas zu bekommen.

Ich hoffe, ihr prügelt mich nicht, denn die Daten habe ich eben mal ergoogelt und dann ein paar überschlägige Rechnungen angestellt.


Wärmekapazität Stahl 0,46 kj/kgK lt. Google
Masse Stahl 0,25 kg angenommen (1 Klinge)
Temperaturerhöhung 1000 K angenommen
Benötigte Enerie 115 kJ=kWs
Zeitdauer 30 s angenommen
Leistung 3,83 kW
Strom (bei 400V) 0,0096 kA = 9,6 A


Wenn ich nicht etwas Wichtiges übersehen habe (Wirkungsgrade, cos phi, Wärmeleitfähigkeit etc. habe ich jetzt bewusst mal weggelassen), sieht das doch gar nicht schlecht aus:

Mit 10 A bei 400 V innerhalb von 30 s eine Klinge mit 250 g Masse um 1000 K aufzuheizen das ist doch nicht schlecht und vor allem eine realistische Grössenordnung.



Oder anders
Strom 16 A angenommen
Spannung 400 V
Leistung 6400 VA
Masse Stahl 2,5 kg angenommen
Temp.-erhöhung 1000 K angenommen
Wärmekap. Stahl 0,46 kJ/kgK lt. Google
Benötigte Enerie 1150 kJ=kWs
Zeitdauer 0,1796875 ks = 179,6875 s = 2,995 min


Für ein Damastpaket von 2.5 kg würde man also 3 Minuten benötigen.

Noch mal: Das sind nur überschlägige Wärmebilanzrechnungen ohne Wirkungsrade.

Aber ich fände es wirklich spannend, wenn sich mal ein Elektromaschinenbauer aufraffen würde und eine Spule (oder müssten es nicht drei sein?) für Drehstrom wickeln würde (viele Windungen brauchts ja nicht ;-))!

Hans

Ja, schon schade, dass der andere Thread schon zu ist. Aber wie schon Luftauge gesagt hat: entscheidend ist, dass es jemand vorführt.

Vorab möchte ich sagen, dass, wenn ich aggressiv 'rübergekommen bin, mich dafür entschuldigen möchte. Ich habe vielleicht wohl eher eine etwas kompliziert zu verstehende Art von Humor.

Zu den Öfen und der Berechnung. Was in diesen Modellrechnungen zum Beispiel nie enthalten ist, sind die ganzen auftretenden Verluste. Man kann eben leider nicht mit so einer Induktionsspule zielgerichtet alle Energie in das Werkstück bringen (denn dann wären solche Öfen ja z.B. auch ungefährlich für Schrittmacher-Träger), sondern nur das Werkstück möglichst günstig in der Spule plazieren und hoffen, dass ein großer Teil der Energie aufgenommen wird.

Um noch mal auf die von uns benutzten Öfen und die damit möglichen Leistungen einzugehen: der große Ofen mit 400 KW schafft in der Schmelze so etwa 20 Kilo Stahl maximal, aber nur mit viel, viel Anlaufzeit. Der Kleine mit 80 KW lag so bei etwa 5 Kilo maximal. Ein 10 KW Tischgerät, dass ja leistungsmäßig noch in's Privatbudget passen würde, schafft etwa 500 bis 800 Gramm. Mit einem 60 KW Tammannofen, der konduktiv arbeitet, schafft man maximal etwa gute 3 Kilo Stahl, dafür geht der bis an die 2000° C ohne Probleme. Leider ist's also nichts mit den erwähnten Tonnengewichten. Wasserkühlung brauchen die Öfen alle, weil es sonst die Öfen in nullkommanix verbrät. Und das kleine Tischgerät kostete in der Anschaffung, wenn ich mich recht erinnere so um die 15000 Euro.

Anfangs hatte ich mit den Öfen ganz andere Ideen, ganz klar, bei meiner Vorgeschichte wollte ich damit Wootzrohlinge machen. Aber leider hat mir die Induktion auch hier ein Schnippchen geschlagen. Der Stahl wird nämlich im geschmolzenen Zustand durch die Bewegung des Feldes ordentlich "durchgerührt", d.h. das Metall floss an der Tiegelwand hoch und in der Mitte wieder 'runter. Bei dem für Wootz erforderlichen langsamen Abkühlen im Ofen führte das dazu, dass in der Mitte immer Lunker im Stahl entstanden und auch Abdeckglas eingezogen wurde. Der Konduktionsofen funktioniert hingegen einwandfrei für so was. Ich arbeite aber dennoch auch hier lieber mit Gas, weil die Abkühlung besser zu kontrollieren ist, ich immer und überall schmelzen kann und es sehr wenig kostet.

Zur Herstellung von erstklassigen, sauberen Werkzeugstählen, die in Kokillen abgegossen werden sind die Induktionsöfen hingegen kaum zu schlagen. Ein echt tolles Werkzeug für einen speziellen Zweck also.

Zur Antwort auf meine Antwort nur noch eines. Ausgesagt wurde folgendes: "Zur Explosivität: Hierzulande bekommst du geprüfte Gasbauelemente nich im Baumarkt oder bei deinen Kumpel, sondern wer keinen Bock auf Tausende Euro für ne fertig-Esse hat, nimmt Wasserrohre, normale Schläuche etc...:". Hier irrt der Autor wiederum erheblich, denn egal, ob im Baumarkt oder Gasfachhandel, die dort verkauften Teile müssen alle geprüft sein. Das macht den Bau der Gasesse ja gerade so einfach und relativ unbedenklich: alle gasführenden Teile sind geprüft. In Puncto Explosionsgefahr sind die Gasessen daher nicht gefährlicher als ein beliebiger Löt- oder Dachpappe-Brenner, da sie ja eigentlich nichts Anderes sind als ein Solcher. Man hält die Flamme eben nur in ein isoliertes Gehäuse.

Achim

Also wir bauen Induktions-Lötmaschinen im Geschäft. Wir verwenden in der Regel Hochfrequenzgeneratoren. Standard ist 10kW (aufgenommene Leistung). Damit erwärmen wir Teile von Diamantsägeblättern und Diamantsegmenten zum Löten der Steinsägeblätter. Wir erwärmen Zahn für Zahn.

Ich kann dazu follgendes beitragen:
* Zum induktiven Erwärmen braucht man Hochfrquenz oder Mittelfrequenz. Mit 50Hz Drehstrom geht nix. Da wäre eine Erwärmung über eine Heizwendel möglich (Wärme entsteht in der Heizwendel), nicht aber induktiv (Wärme entsteht direkt im Werkstück)

* Mit 10kW bekommt man eine geschätzte Masse zwischen 100g und 1000g gut warm, kommt aber stark auf den Aufbau der Induktionsspule und die Werkstückgeometrie an.

*Das ganze ist recht teuer. Eine Heizung über Widerstandserwärmung (Heizwendel, Graphit-Heizelemente o.ä. ist deutlich billiger

Grüße

Gerhard

Ja, hatte ich vergessen zu erwähnen. Für's Löten und auch für's Härten (z.B. von Sägeblättern) kann man auch ganz gut mit Induktionsspulen arbeiten.

Achim

Was denkt Ihr?
Nur so spekulativ:

Kann man mit einer Induktionskochplatte eine kleine Klinge auf Härtetemperatur bringen?

Hat das vieleicht schon mal jemand ausprobiert?

Gruß Michael

Für den Stahl ist Induktionserwärmung vorzüglich. Bei den Zahnspitzen feiner Sägen wird das kommerziell mit vorzüglichem Erfolg gemacht: Man erreicht mit den einfachen leicht legierten Stählen Zahnspitzenhärten von 70 HRC und darüber bei guter Zähigkeit- da das Korn extrem fein gehalten werden kann. Wie die Auslegung einer Induktionshärteanlage für Messerklingen aussehen müßte, kann ich nicht sagen. Ich fürchte, da wird der Kostenfaktor eine große Rolle spielen. Ein interessanter Gedanke bleibt das aber.
MfG U. Gerfin

Hallo,
ein sehr ähnliches Thema hatten wir vor einiger Zeit schonmal. Da wurden auch viele technische Details besprochen (recht kompetent, wenn ich mich richtig erinnere):

http://www.messerforum.net/showthread.php?t=18552&highlight=induktion

viele Grüße, Jan.

Guten Abend ,

ich habe gerade Galileo gesehen und einen Ofen entdeckt .
Er wurde zum legieren von Gold benutzt und erreichte 1092 Grad in
3 min.
Veilleicht sollte man in dieser Richtung weiter suchen ,da mir die Anlage nicht alzu groß vorkamm . Oder ist ein Goldschmied hier im Forum der sich damit auskennt ?

(wenn das nicht weiter hilft dann bitte löschen)

MFG.

Markus Wagner

Hallo Markus, habe den Bericht auch gesehen. Das WAR ein Induktionsofen und nicht der Ofen erreicht die Temperatur, sondern das Metall respektive der fette Graphit-Tiegel, der verwendet wurde.

Achim