Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Low-Frequency-Technologie von eldec: Induktives Erwärmen mit kürzerer Taktzeit und höherer Prozesssicherheit

20.12.2017

Schneller, präziser, sparsamer – auf dieser Basis hat das induktive Erwärmen viele Anwendungsbereiche erobert. Zum Beispiel bei Erwärmungsprozessen vor dem Schweißen und Fügen, beim Aushärten von Kleber oder Vorerwärmen beim Imprägnieren mit Harz spielt das Verfahren seine typischen Stärken wie die einfache Prozessintegration und hohe Produktivität sowie den niedrigen Energieverbrauch aus.

Die Experten von EMAG eldec kennen diese Vorteile sehr genau: Seit mehr als 30 Jahren entwickelt das Unternehmen hochwertige und robuste Generatoren für das induktive Erwärmen.


Eine typische Anwendung für die Induktionstechnologie von eldec: Der Kranz muss auf eine Temperatur von mindestens 200 bis höchstens 370 Grad erwärmt werden.


Zwei Temperaturverteilungen – jeweils nach einer Bearbeitungszeit von fünf Sekunden: Bei Einsatz von 2 kHz (linkes Bild) zeigt sich im Kranz die gewünschte Temperatur von 200 Grad Celsius – rot heißt: Zieltemperatur erreicht. Die erlaubte Maximaltemperatur von 370 Grad Celsius wird nicht überschritten. Bei Einsatz von 12,5 kHz (rechtes Bild) muss die Maximaltemperatur auf 420 Grad ansteigen – grau heißt: Maximaltemperatur überschritten.


Bei Einsatz einer Niederfrequenz von 2 kHz (links) dringt das Magnetfeld tiefer in das Bauteil ein (rechtes Bild: Einsatz einer Mittelfrequenz von 12,5 kHz).


Dr. Dirk Schlesselmann, stellvertretender Bereichsleiter F&E Anwendungstechnik bei eldec.

Aktuell erweitern die Spezialisten ihr Portfolio um die Low-Frequency-Technik (LF). Konkrete Anwendungsbeispiele machen dabei deutlich: Der gesamte Prozess profitiert von kürzeren Taktzeiten und einer höheren Reproduzierbarkeit.  

Schweiß- oder Fügeprozesse stellen gerade im Automobilbau eine besondere Herausforderung dar, denn es müssen riesige Stückzahlen mit minimaler Taktzeit und ohne unzulässige Veränderung im Werkstoffgefüge bearbeitet werden – die induktive Erwärmung ist deshalb häufig ein unverzichtbarer Bestandteil des verketteten Gesamtprozesses:

Mithilfe der Technologie lässt sich das Bauteil sehr schnell auf die für den Prozess benötigte Bearbeitungstemperatur bringen. Unmittelbar danach startet der Hauptprozess. Allerdings darf es dabei nie zu einer Überhitzung am Bauteil kommen, die mit einer Härtereduktion, einer Oxidation oder einem unzulässigen Verzug einhergehen kann.

LF-Technologie punktet im Versuch

Welche Vorteile in diesem Zusammenhang die LF-Generatoren (Low Frequency) von EMAG eldec eröffnen, verdeutlicht ein aktuelles Anwendungsbeispiel aus dem eldec Technologiezentrum: Ziel war es hier, einen einfachen Kranz (ähnlich einem Gangrad) auf eine Temperatur von mindestens 200 und höchstens 370 Grad Celsius zu erwärmen – und das mit möglichst kleiner Taktzeit und hoher Prozesssicherheit. Dafür haben die Experten mithilfe einer numerischen Berechnung die induktive Erwärmung mit einer niedrigen Frequenz sowie mit einer typischen Mittelfrequenz vergleichend untersucht. Die Ergebnisse sind eindeutig:

  • Bei Einsatz einer niedrigen Frequenz von 2 kHz und einer Prozessdauer von fünf Sekunden zeigt sich das gewünschte Wärmebild von mindestens 200 Grad Celsius überall im Kranz (siehe Abbildung).
  • Kommt eine Mittelfrequenz von 12,5 kHz zum Einsatz, muss die zulässige Maximaltemperatur auf 420 Grad Celsius ansteigen. Sonst wird innerhalb der angestrebten fünf Sekunden keine Mindesttemperatur von 200 Grad überall im Kranz erreicht. Die höhere Maximaltemperatur ist dabei unzulässig.
  • Alternativ kann bei Einsatz von Mittelfrequenzen auch die Prozessdauer erhöht werden. Es ist dann allerdings eine Erwärmungszeit von 8,5 Sekunden nötig, um die gewünschte Temperaturverteilung (ohne Überschreiten der Maximaltemperatur) zu erreichen.  

Schnellere Erwärmung im Volumen

„Numerische Berechnungen nutzen wir, um Prozesse genauer und schneller auszulegen, als dies per ‚Trial-and-Error’ möglich wäre – also etwa zunächst einen Induktor bauen, testen, umbauen und so weiter. Die Ergebnisse lassen sich qualitativ sehr gut in die Praxis übertragen und machen hier auch sehr deutlich, welche Vorteile die LF-Technologie eröffnet“, erklärt Dr. Dirk Schlesselmann, stellvertretender Bereichsleiter F&E Anwendungstechnik bei eldec.

„Die niedrigen Frequenzen erwärmen schneller im Volumen, weil das Magnetfeld tiefer in das Bauteil eindringt. Deswegen können wir die Taktzeit im Vergleich zur Mittelfrequenz deutlich reduzieren. Außerdem ist es leichter, im gewünschten Temperatur-Prozessfenster zu bleiben und die Gefahr von Überhitzungen geht zurück. Nicht zuletzt sind die auftretenden Temperaturgradienten kleiner. Und das bedeutet letztlich, dass die Gefahr einer Rissbildung am Bauteil kleiner ist.“

Vor diesem Hintergrund bieten die Induktionsspezialisten von EMAG eldec bereits ein breites Generatoren-Portfolio mit LF-Technologie an (Leistung: 50 bis 500 kW, Frequenzbereich: 2 bis 8 kHz). Ihr denkbarer Anwendungsbereich ist groß: Zum Beispiel beim Vorerwärmen für das Schweißen von Getrieberädern, Fügen von Statoren in Elektromotorengehäusen, Imprägnieren von Statoren oder Anlassen nach dem Härten sorgt die Technologie für große Anwendungsvorteile.

„Im Prinzip kann LF überall dort Sinn machen, wo eine Erwärmung im Volumen mit niedrigen Taktzeiten erfolgen soll. Unsere LF-Generatoren sorgen dann aber nicht nur für schnellere Abläufe, sondern operieren auch mit hoher Prozesssicherheit. Außerdem punkten die Geräte mit Spitzentechnologie. Sie nutzen die robuste und etablierte IGBT-Transistortechnik, haben einen Wirkungsgrad von mehr als 90 Prozent und ihre Energie wird präzise dosiert. Diese Vorteile wollen wir ab sofort auch im LF-Bereich gezielt in den Markt einbringen.“

 

Ansprechpartner Presse und Veröffentlichung

Markus Isgro
EMAG GmbH & Co.KG
Austraße 24
D-73084 Salach
Fon: +49(0)7162/17-4658
Fax: +49(0)7162/17-199
e-mail: misgro@emag.com

www.emag.com

Markus Isgro | EMAG eldec Induction GmbH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Seilzugsensor MH60 – erfolgreicher Einsatz in rauer Umgebung
20.04.2018 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht Treiber für Digitalisierung von Industrieanlagen: ABB, HPE und Rittal stellen Secure Edge Data Center vor
20.04.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Metalle verbinden ohne Schweißen

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Revolutionär: Ein Algensaft deckt täglichen Vitamin-B12-Bedarf

23.04.2018 | Medizin Gesundheit

Wie zerfallen kleinste Bleiteilchen?

23.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics