DE1008426B - Vorrichtung zur induktiven Erwaermung von Werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Werkstücken mit einem HF-Röhren-Generator in Gegentaktschaltung und einem über einen .regelbaren Transformator daran angeschlossenen Induktor.

Es ist bekannt, daß bei der induktiven Erwärmung von Stoffen im Hochfrequenzfeld im allgemeinen während des Erwärmungsvorganges starke Änderungen der elektrischen Eigenschaften des erwärmten Materials eintreten. Insbesondere bei der Erwärmung von Stahlteilen tritt durch diese Änderung der Materialeigenschaften die unangenehme Begleiterscheinung auf, daß sich die vom Generator an das Werkstück abgegebene Leistung laufend ändert und meistens nur während kurzer Zeitabschnitte der Erwärmungsdiauer ihren vollen Wert hat. Man muß also in Kauf nehmen, daß entweder der Generator, auf die gesamte Erwärmungsdauer gesehen, nur einen Bruchteil seiner vollen Leistung abgibt oder aber daß der Generator so eingestellt wird, daß er zeitweilig überlastet ist.

Bei bekannten Ausführungen vermeidet man den vorerwähnten Nachteil dadurch, daß man die Kopplung der Transformatorwicklungen veränderlich gestaltet. Man erreicht dadurch, daß der Generator während der gesamten Erwärmungszeit annähernd mit seiner vollen Leistung arbeiten kann, ohne überlastet zu werden.

Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades ist bei Vorrichtungen dieser Art eine möglichst enge maximale Kopplung zwischen den Transformatorwicklungen erforderlich.

Diese Änderung der Kopplung, die zu einer Leistungsregelung benutzt werden kann, wird bei bekannten Ausführungen dadurch verwirklicht, daß man die Sekundärspule des Transformators gegenül>er der Primärspuk axial verschiebt.

Eine solche Anordnung ist aber dann nachteilig, wenn eine der beiden Wicklungen gleichzeitig Schwingspuleeines im Gegentakt arbeitenden Röhrengeneratoirs ist und aus zwei jeder Röhre oder Röhrengruppe zugeordneten Teilspulen besteht. Bei einer Verschiebung der Spulen zueinander würde sich hierl>ei eine ungleiche Belastung der Röhren ergeben.

Es sind auch HF-Erhitzungseinrichtungen bekannt, bei denen die Wicklungen des regelbaren Transformators als Schwenkspulen ausgebildet sind, indem man beispielsweise die ausschwenkbare Sekundärspule zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Teilen der Primärspule symmetrisch anordnet, so daß alle Spulenteile im Fall der maximalen Kopplung koaxial angeordnet sind. Mit derartigen Kopplungseinrichtung«! läßt sich wohl eine Symmetrie der Kopplung erreichen.

Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Werkstücken

Anmelder:

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

Edgar Hassmüller, Dortmund, ist als Erfinder genannt worden

Der Nachteil eimer solchen Anordnung besteht darin, daß sich damit eine feste Kopplung überhaupt nicht erzielen läßt.

Bei Anlagen der drahtlosen Telegraphic und in der Radiotechnik sind Kopplungseinrichtungen bekannt, sogenannte Variometer, deren Primär- und Sekundärwicklung die Form von Teilen konzentrischer Kugelschalen haben, die zwecks Änderung der Kopplung gegeneinander verdreht werden können. Mit diesen Einrichtungen läßt sich eine sehr enge Kopplung erzielen.

Die Erfindung besteht darin, daß für eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Werkstücken mit einem HF-Röhren~Generator in Gegentaktschaltung als regelbarer Lufttransfarmator ein Variometer vorgesehen ist, dessen Wicklungen die Form von konzentrischen, gegeneinander um eine nicht mit den Wicklungsachsen koaxiale Achse verdrehbaren Kugelschalen haben und dessen Primärwicklung aus zwei symmetrischen Teilen besteht, welche den im Gegentakt arbeitenden Röhren oder Röhrengruppen des Generators zugeordnet sind. Dabei ist die Primärwicklung des Transformators gleichzeitig Schwingspule des Rohrengenerators.

Durch die erfindungsgemäße Bauweise des Variometers wird erreicht, daß bei der betriebsmäßigen Änderung der Kopplung die Symmetrie der Kopplung nicht gestört und somit eine ungleiche Belastung der Röhren vermieden wird.

Da durch die erfindiungsgemäße Vorrichtung neben einer weitgehenden Regelba>rkeit eine sehr enge Kopplung erzielt werden kann, läßt sich mit ihr ein hoher Wirkungsgrad der Energieübertragung erreichen. Ein weiterer Vorteil ist die kompakte Form eines solchen Kugelvariometers, die eine raumsparende Bauweise der A^orrichtung ermöglicht und jeden unnötigen

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Platzbedarf, wie er beispielsweise bei den erwähnten Schwenkspulenausführunigen auftritt, vermeidet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man die Sekundärspule des Transformators in mehrere, vorzugsweise parallele Bänder aufteilen, die elektrisch parallel geschaltet sind. Man vermeidet dadurch, insbesondere bei einwindiger Sekundärwicklung, die durch Wirbelstrombildung auftretende zusätzliche Erwärmung. Bei größeren Transformatoren können zur Erhöhung dieser Wirkung die einzelnen Bänder der Sekundärspule auch miteinander verkreuzt werden. In weiterer Verfolgung des Erfindungsgedankens kann man eine selbsttätige Regelvorrichtung vorsehen, durch welche die Drehung der Primär- bzw. Sekundärspule so beeinflußt wird, daß der Generator stets voll oder annähernd voll belastet ist. Es ist aber auch möglich, eine Regelvorrichtung so auszubilden, daß die Relativdrehung der Primär- und Sekundärspule und damit die Veränderung der Kopplung nach einem bestimmten Zeitprogramm abläuft. Die Einhaltung eines derartigen Programms ist insbesondere bei Vergütungsprozessen aller Art von großer Wichtigkeit.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.

Abb. 1 stellt schematisch die Anordnung einer Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Werkstücken dar. 1 und 2 sind die beiden HF-Röhren eines Röhrengenerators, die im Gegentakt geschaltet sind. Die Primärspule des Transformators besteht aus zwei symmetrischen Teilen 3 und 4. Bei 5 wird die Anodenspannung der Röhren zugeführt. 6 ist die Sekundärsp'ule und 7 der von ihr gespeiste Induktor. Die Transformatorspulen haben — wie aus Abb. 2 hervorgeht — die Form von Teilen konzentrischer Kugelschalen. Dabei ist eine der beiden Wicklungen, beispielsweise die aus den Teilen 3 und 4 bestehende Wicklung, drehbar um eine Achse 8 gelagert, die senkrecht auf der Wicklungsachse steht und durch die Mitte beider Wicklungen geht.

Die Zu- und Ableitungen der Wicklungsteile 3_; 4, die den im Gegentakt arbeitenden Röhren, zugeordnet sind, sind der Übersichtlichkeit halber in den Abb. 2 und 3 nicht dargestellt. 9 ist der Anschluß des Induktors 7 an die einwindige Sekundärwicklung.

Bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sekundärspule in mehrere parallele Bänder 10 aufgeteilt, die elektrisch parallel geschaltet sind. Die Erfindung ist nicht auf das in den Abbildungen dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es sind vor allem verschiedene bauliche Abänderungen möglich. Beispielsweise braucht die Drehachse, um die die Wicklungen 3, 4 und 6 gegeneinander verdrehbar sind, nicht senkrecht zur Achse der Wicklungen stehen, sondern kann auch in einem Winkel zwischen 0 und 90° gegen die Wicklungsachse geneigt sein. Ist der Neigungswinkel der Drehachse zur Wicklungsachse ein rechter Winkel, so ergibt schon eine Drehung um 90° eine vollständige Entkopplung, bei einem Neigungswinkel von 45° ist hierzu eine Drehung um 180° erforderlich. Bei noch kleinerem Neigungswinkel ist nur eine Änderung der Kopplung zwischen einem Maximum und einem Minimum, aber keine vollständige Entkopplung mehr möglich. Auf diese Weise kann je nach der Lage des Einzelfalles durch die Wahl eines größeren oder kleineren Neigungswinkels eine größere oder feinere Regelung der Kopplung erzielt werden.

Claims (5)

PATENTANSPKÜCHE!

1. Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Werkstücken mit einem HF-Röhren-Generator mit im Gegentakt arbeitenden Röhren oder Röhrengruppen und einem über einen regelbaren Transformator daran angeschlossenen Induktor, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des regelbaren Lufttransfcrmators, dessen Wicklungen die Form von konzentrischen, gegeneinander um eine nicht mit den Wicklungsachsen koaxiale Achse verdrehbaren Kugel schalen haben, aus zwei symmetrischen Teilen (3, 4) besteht, welche den im Gegentakt arbeitenden Röhren (1, 2) oder Röhrengruppen zugeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule des Transformators in mehrere, vorzugsweise parallele Bänder (10) aufgeteilt ist, die elektrisch parallel geschaltet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bänder der Sekundärspule miteinander verkreuzt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Regelvorrichtung, welche die Drehung der Primär- bzw. Sekundärspiule so beeinflußt, daß der Generator während des Erwärmungsvorganges stets voll oder annähernd voll belastet ist. -

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung, welche die Drehung der Primär- bzw. Sekundärspule so steuert, daß der Erwärmungsvorgang nach einem vorgeschriebenen Zeitprogramm abläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften: Buch von Henry Smith-Williams: »Practical

Radio«, New York u. London, 1925, S. 97; Buch von Zenneck: »Drahtlose Telegraphic«,

Stuttgart, 1925, S. 100; 65, Fig. 61; britische Patentschrift Nr. 598 926.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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