DE1076846B - Induktionseinrichtung fuer hohe Frequenzen - Google Patents

Description

Zur Wärmebehandlung von Körpern aus Metall, ζ. B. Glühen oder Härten, ist es bekannt, diese Körper auf induktivem Wege zu erwärmen. Die Schwierigkeit bei der Erwärmung von metallischen Stoffen besteht in der Hauptsache darin, die Energie möglichst verlustlos von dem Generator in den zu erwärmenden oder zu härtenden Körper zu bringen.

Die Energieverluste, die bei diesen Erwärmungsprozessen auftreten und mit Rücksicht auf einen guten Wirkungsgrad so klein wie möglich gehalfen werden müssen, stellen die Differenz zwischen abgegebener Energie vom Generator und benötigter Energie im Werkstück dar und teilen sich auf in:

a) Verluste im Werkstück durch Wärmestrahlung und Wärmeableitung, die abhängig sind von der Form und den Abmessungen des Körpers,

b) Verluste in der Spule bzw. Induktor einschließlich der Verluste in den Energieübertragungsmitteln vom Generator zum Induktor.

Diese Verluste und die Technologie der Bearbeitung des Körpers sind entscheidend für die Wahl der günstigsten Frequenz, von der die Dauer der Aufheizzeit abhängt, die ebenfalls entscheidenden Einfluß auf die Strahlungs- und Leitungsverluste hat.

Während man beispielsweise beim Oberflächenhärten großer Werkstückabmessungen Mittelfrequenz verwendet, bedient man sich bei kleineren Abmessungen, bei denen zwangläufig die erforderliche Härtetiefe geringer ist, der Hochfrequenz.

Wie durchgeführte Versuche und Messungen gezeigt haben, tritt mit steigender Frequenz ein besserer Wirkungsgrad ein, so daß die Benutzung möglichst hoher Frequenzen, sofern die Technologie der Bearbeitung dies zuläßt, als günstig anzusehen ist. Es wird so dieselbe Wirkung mit bedeutend weniger Energie als bei niedrigen Frequenzen erzielt. Der Hauptvorteil liegt jedoch nicht in der Energieeinsparung, sondern darin, daß die Geräte kleiner und damit die Anschaffungskosten bedeutend geringer werden. Die Verwendung höherer Frequenzen scheiterte bisher jedoch daran, daß infolge der höheren Spannungen an dem Induktor Überschläge auftreten.

Der Gegenstand der Erfindung ist eine Induktionseinrichtung mit lose mit dem Werkstück gekoppeltem Induktor für hohe Frequenzen zum Glühen und Härten bzw. Erwärmen von metallischen Körpern, ins esondere zum Oberflächenhärten kleiner Körper, mit dem der vorerwähnte Nachteil behoben wird. Die Erfindung besteht darin, daß neben dem mit dem Werkstück lose gekoppelten Induktor des Generatorkreises ein eng mit dem Werkstück gekoppelter generatorloser Werkzeugkreis vorgesehen ist, wobei der Induktor gleichzeitig als Energieauskopplung auf den auf Resonanz oder annähernd Resonanz mit dem

Induktionseinrichtung für hohe
Frequenzen

Anmelder:

VEB Werkzeugmaschinenfabrik

»Hermann Schlimme«,
Berlin-Treptow, Bouchestr. 12

Siegfried Dörfelt, Berlin-Treptow,
ist als Erfinder genannt worden

Generatorkreis abgestimmten Werkzeugkreis dient bei dem Werkstück entsprechenden Formen der Kopplungsglieder.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Elektrisch gesehen stellt die Anordnung zwei Kreise dar, wobei der Werkzeugkreis sehr lose an den Auskopplungskreis gekoppelt ist und beide auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind.

Die Anordnung besteht aus der Spule 1 des Auskopplungskreises, aus welchem die erforderliche Energie entnommen wird. Die Spule, die um das zu erwärmende Werkstück ein magnetisches Wechselfeld hervorruft, ist von dem zu behandelten Werkstück in genügendem Abstand angeordnet, so daß keine Überschläge erfolgen können. Da das Wechselfeld geringe Kopplung und dadurch große Streuung hat, ist die Erwärmung des Werkstückes sehr gering. Erst durch den generatorfreien Arbeitskreis, der fest mit dem Werkstück gekoppelt ist, wird die Energie konzentriert auf den gewünschten Punkt gelenkt.

Der Werkzeugkreis besteht aus dem Induktor 2, der die verschiedensten Formen haben kann, die sich zweckmäßigerweise nach dem zu erwärmenden Werkstück 3 richten. Der Induktor 2 stellt elektrisch eine Induktivität dar, die durch die Kapazität 4 kompensiert wird, und zwar so, daß Resonanz herrscht.

Infolge des Wegfalls der Zuleitung ist die Induktivität des zweiten Kreises sehr gering und die daran auftretenden Spannungen ebenfalls niedrig. Die erfindungsgemäße Anordnung stellt somit eine fast ideale Möglichkeit dar, eine sehr hohe Energiekonzentration bei geringsten Verlusten in den Übertragungsgliedern herzustellen.

909 758/421

Claims (2)

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung beschränkt sich nicht allein auf kleine Werkstückabmessungen, wie z. B. das Härten von Spitzen von Kratzen für die Textilindustrie bei einer Frequenz von 27,12 MHz, sondern kann auch für größere Teile Verwendung finden, wenn die Einhärtetiefe ausreichend ist. Als besonders geeignet ist die Anordnung zum Unterwasserhärten, bedingt durch die Möglichkeit einer hohen Energiekonzentration, anzusehen. IO PATENTANSPRÜCHE:

1. Induktionseinrichtung für hohe Frequenzen zum Glühen, Härten bzw. Erwärmen von metallischen Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem mit dem Werkstück lose gekoppelten Induktor (1) des Generatorkreises ein eng mit dem Werkstück gekoppelter generatorloser Werkzeugkreis (2,4) vorgesehen ist und daß der Induktor (1) gleichzeitig als Energieauskopplung auf den auf Resonanz oder annähernd Resonanz mit dem Generatorkreis abgestimmten Werkzeugkreis dient bei dem Werkstück entsprechenden Formen der Kopplungsglieder.

2. Induktorkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor und das Auskopplungsglied haarnadelförmig oder entsprechend der Form des zu behandelnden Werkstücks ausgebildet ist und die Anordnung der Anschlüsse entgegengesetzt, sowohl in Kopplungsebene als auch senkrecht zu ihr, getroffen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 551756, 2 540 613.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ι 909 758/421· 2.60