DE1032861B - Spiralfoermiger Flaechen-Induktor - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein sogenannter bifilarer Flächen-Induktor zur induktiven Erhitzung, der sich als besonders geeignet erwiesen hat zur Erhitzung vorzugsweise ebener Flächen, die sich z. B. am Ende zylindrischer Körper befinden.

Bisher war es üblich, zur Härtung ebener Flächen in Schlangenlinien geführte Induktoren zu benutzen und zwecks Ausgleich von Unregelmäßigkeiten entweder den Induktor oder das Werkstück relativ zueinander im gleichen Abstand zu bewegen. Für die Erwärmung kreisrunder Flächen wählte man spiralig gewickelte Induktoren gemäß Fig. 1. Bei dieser Induktorform zeigte es sich, wie auch auf Grund theoretischer Überlegungen zu erwarten ist, daß die Mitte des Stückes weniger rasch erwärmt wird als die außenliegende Zone der dem Induktor gegenüberliegende Fläche des Werkstückes. Man half sich in diesem Falle dadurch, daß man den spiralig gewundenen Induktor kugelschalenförmig derartig an den Rändern abbog, daß die außenliegenden Teile von dem Werkstück einen größeren Abstand besaßen als die innenliegenden. Infolge der dadurch verschlechterten Kopplung war aber der Wirkungsgrad entsprechend schlecht. Es mußte also ein verhältnismäßig großer Generator in Ansatz gebracht werden, was die Gesamtkosten der Anlage selbstverständlich wesentlich verteuerte. Andere Formen von Induktoren, z. B. in Zickzackformen geführte Leiter haben sich ebenfalls schlecht bewährt.

Nach der Erfindung werden die erwähnten Nachteile vermieden, durch die Verwendung eines Induktors, dessen Heizleiter in einer bifilaren flachen Spirale angeordnet ist, wie dies beispielsweise in der Fig. 2 dargestellt ist.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß mit solchen bifilar angeordneten Induktorspulen auch bei gleichmäßigem Abstand der einzelnen Windungen vom Werkstück eine wesentlich gleichmäßigere Oberflächenerhitzung bei gutem Wirkungsgrad zu erzielen ist als mit einem Induktor ähnlich dem nach Fig. 1.

Bisher war man der Meinung, daß bei einer bifilaren Gestaltung der Induktorspule die Wirkung des in den einzelnen Windungen in entgegengesetzter Richtung fließenden Stromes sich aufhebt, so daß im wesentlichen nur eine Erwärmung des Stromleiters selbst zustande kommt. Es bestand daher ein Vorurteil gegen solche spiralförmigen Heizspulen mit bifilarem Leiter.

Durch die Erfindung wird dieses Vorurteil überwunden.

Um die Gleichmäßigkeit der Heizwirkung innerhalb der erhitzten Fläche noch weiter zu verbessern, kann nach einer Weiterentwicklung der Erfindung der Abstand der bifilaren Leiter voneinander in den verschiedenen Teilen der Spule etwas verschieden gewählt werden.

Spiralförmiger Flächen-Induktor

Anmelder:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft,
Mannheim-Käfertal, Boveristr. 22

Erich Roeper, Düsseldorf,

und Gustav Potthoff, Dortmund-Apierbeck,

sind als Erfinder genannt worden

Besonders bei massiven Werkstücken kann es eintreten, daß bei gleichmäßig gewickeltem Induktor nahe dem Mittelpunkt der zu erhitzenden Fläche eine zu hohe Temperatur entsteht. Dem wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, daß die Leiter des Induktors im mittleren Teil einen größeren Abstand voneinander — bis zum doppelten — erhalten als in den übrigen Teilen des Induktors. Statt dessen kann man in an sich bekannter Weise auch so verfahren, daß man dem mittleren Teil des Induktors einen etwas größeren Abstand von der zu erhitzenden Fläche gibt, als ihn seine übrigen Teile besitzen. Hierdurch wird zwar die Wirkung des Induktors auch etwas geschwächt, jedoch bei weitem nicht in dem Maße, als wenn die Abstandsvergrößerung in der außenliegenden Zone vorgenommen würde. Es kann unter gewissen Umständen auch zweckmäßig sein, das Werkstück in an sich bekannter Weise rotieren zu lassen. Auch kann die rotierende Bewegung mit hin- und hergehenden Bewegungen kombiniert werden, so daß eine Art Rührbewegung des Werkstückes zum Induktor entsteht.

Ein Induktor nach der Erfindung braucht nicht unbedingt nach einer Evolvente oder archimedischen Spirale geformt zu sein. Je nach dem Verwendungszweck können auch ovale Formen in Frage kommen, die sich mehr oder weniger einem Quadrat oder Rechteck mit abgerundeten Ecken nähern.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Spiralförmiger Flächen-Induktor zum Betrieb mit Hoch-, Mittel- oder Netzfrequenz zum gleichmäßigen Erhitzen bzw. Oberflächenhärten ebener oder gekrümmter Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter des Induktors bifilar in einer flachen Spirale angeordnet ist, so daß Hin- und

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Rückleiter in allen Teilen ihrer Längenausdehnung angenähert gleichen Abstand von dem Werkstück haben, und daß der Umkehrpunkt der bifilaren Wicklung ungefähr in der Mitte der Spirale liegt.

2. Flächen-Induktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der bifilaren Wicklung ungefähr gleichen Abstand untereinander besitzen, ausgenommen in der Mitte des Induktors, wo der Abstand der Leiter voneinander bis zum doppelten Abstand im Vergleich zu den übrigen Teilen vergrößert ist.

3. Flächen-Induktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der bifilaren und spiralförmigen Wicklung in der Nähe der Mitte der Spirale einen größeren Abstand von der zu erhitzenden Fläche besitzen als in den übrigen Teilen.

4. Verfahren zum Betrieb mit einem Induktor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstück und Induktor während des Arbeitsvorganges relativ zueinander bewegt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 904 575, 628 433;
französische Patentschriften Nr. 957 283, 928 740; Buch von Curtis: »High-frequency Induction Heating«, 1950, Fig. 3 bis 44.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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