DE1169603B

DE1169603B - Device for heating the contents of containers made entirely or partially of electrically or magnetically highly conductive material

Info

Publication number: DE1169603B
Application number: DEB40034A
Authority: DE
Inventors: Max Baermann
Original assignee: Max Baermann GmbH
Current assignee: Max Baermann GmbH
Priority date: 1956-04-28
Filing date: 1956-04-28
Publication date: 1964-05-06

Description

Vorrichtung zum Erwärmen des Inhaltes von ganz oder t eilweise aus elektrisch bzw. magnetisch gut leitendem Werkstoff bestehenden Behältern Zusatz zum Patent: 1106 440 Gegenstand des Patents 1. 106 440 ist eine Vorrichtung zum Erwärmen des Inhaltes von ganz oder teilweise aus elektrisch bzw. magnetisch gut leitendem Werkstoff bestehenden Behältern, insbesondere zum Erhitzen der Speisen in Kochtöpfen, Pfannen od. dgl. mittels eines umlaufenden, mechanisch angetriebenen mehrpoligen Magnetsystems, mit von Pol zu Pol wechselnder Polarität, unter Verwendung des Wirbelstrom- bzw. Hystereseeffektes, bei der entweder zur Erwärmung des Bodens eines Behälters eine parallel unter ihm befindliche, in Rotation versetzbare Kreisscheibe auf ferromagnetischem Material angeordnet ist, auf welcher in gleichen radialen Abständen auf geringern Raum eine Vielzahl von aus Dauermagnetwerkstoff bestehenden Magneten mit in axialer Richtung zum Behälterboden hin gerichteten Magnetfeld abwechselnder Polarität vorgesehen ist, oder bei der zur Erwärmung einer einen Rotationskörper darstellenden Seitenwand des Behälters eine diese Seitenwand umgebender, koaxial angeordneter, in Umdrehung versetzbarer Rotationskörper bzw. Rotationshohlkörper aus ferromagnetischem Material angeordnet ist, auf welchem in der gleichen Rotationsebene auf geringem Raum eine Vielzahl von aus Dauermagnetwerkstoff bestehenden Magneten mit in radialer Richtung zur Behälterwand hin gerichtetem Magnetfeld abwechselnder Polarität vorgesehen ist.Means for heating the contents of all or t express way of electrically or magnetically highly conductive material existing containers addition to the patent: 1106 440 subject of the patent 1 106 440 a device for heating the contents of all or partly of electrically or magnetically highly conductive material existing containers, in particular for heating food in saucepans, pans or the like by means of a rotating, mechanically driven multi-pole magnet system, with polarity changing from pole to pole, using the eddy current or hysteresis effect, in which either to heat the At the bottom of a container, a circular disk that can be set in rotation and is located parallel below it is arranged on ferromagnetic material, on which a large number of magnets made of permanent magnet material with a magnetic field of alternating polarity directed in the axial direction towards the container base at equal radial distances in a smaller space or in the case of the heating of a side wall of the container, which is a rotating body, a coaxially arranged rotating body or rotating hollow body made of ferromagnetic material that surrounds this side wall and can be set in rotation, on which a large number of permanent magnet material is arranged in the same plane of rotation in a small space existing magnets with a magnetic field of alternating polarity directed in the radial direction towards the container wall.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung und Ausgestaltung dieser Vorrichtung und bezieht sich insbesondere auf die im Hauptpatent beschriebene Ausführung, die zur Erwärmung des Bodens eines Behälters eine in Rotation versetzbare Kreisscheibe besitzt, auf der die aus Dauermagnetwerkstoff bestehenden Magnete angeordnet sind.The present invention aims at a further improvement and refinement this device and relates in particular to that described in the main patent Execution that can be set in rotation for heating the bottom of a container Has circular disc on which the magnets made of permanent magnet material are arranged are.

Bei einer derartigen Bauweise ist es unvermeidlich, daß der Bewegung der Magnete folgend, bewegende Kräfte infolge der von den WirbeIströmen gebildeten magnetischen Gegenfelder auf den elektrisch bzw. magnetisch gut leitenden und dem Feld der Magnete ausgesetzten Behälter einwirken. Aus diesem Grund war es bisher erforderlich, besonders aufwendige Haltevorrichtungen. zur Arretierung des Behälters an der Erwärmungsvorrichtung vorzusehen.With such a construction it is inevitable that the movement Following the magnets, moving forces as a result of the eddy currents formed magnetic opposing fields on the electrically or magnetically highly conductive and the The field of the containers exposed to magnets. Because of this, it has been so far required, particularly complex holding devices. for locking the container to be provided on the heating device.

Diese ponderomotorischen Kräfte, soweit sie der Bewegungsrichtung des Magneten folgen, auszuschalten, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die dadurch gelöst wird, daß zwischen der die Magnete tragenden, durch mechanische Kräfte bewegten Kreisscheibe und dem zu erwärmenden Behälter ortsfeste,lamellierteLeitstückeausferromagnetischem Werkstoff vorgesehen sind. Durch diese entsteht auf der den Magneten abgewandten Seite der Leitstücke aus ferromagnetischem Werkstoff ein magnetisches Wechselfeld, ohne jede quer zur Flußrichtung gerichtete Bewegungskomponente. Es verbleiben demnach nur noch die in Flußrichtung gerichteten, von dem Gegenfeld der Wirbelströme herrührenden Bewegungskräfte.These ponderomotive forces insofar as they correspond to the direction of movement of the magnet follow, off, is the object of the present invention, the is achieved in that between the supporting the magnets by mechanical forces moving circular disc and the container to be heated stationary, laminated guide pieces made of ferromagnetic Material are provided. This creates on the one facing away from the magnet Side of the conductive pieces made of ferromagnetic material an alternating magnetic field, without any movement component directed transversely to the direction of flow. So there remain only those directed in the direction of flow, originating from the opposing field of the eddy currents Motive forces.

Zweckmäßig werden hierbei die lamellierten Leitstücke in eine Platte aus elektrisch nicht leitendem, möglichst'wärinebeständigem Werkstoff eingelassen. Auf diese Weise wird vermieden, daß in der die Leitstücke tragenden Platte verlustbringende Wirbelströme entstehen können. Verwendet man für diese Platte einen wärmebeständigen Isolierwerkstoff, wie z. B. Schieferasbest, Silikon oder ähnliche Werkstoffe, so ist auch die nötige Vorsorge gegen unerwünschte Folgen der Erwärmung dieser Platte durch Kontaktübertragung von dem durch Wirbelströme erwärmten Körper gegeben.In this case, the laminated guide pieces are expediently placed in a plate made of electrically non-conductive material that is as heat-resistant as possible. In this way it is avoided that in the plate carrying the guide pieces, loss-making Eddy currents can arise. If you use a heat-resistant one for this plate Insulating material, such as B. slate asbestos, silicone or similar materials, see above is also the necessary precaution against undesirable consequences of the heating of this plate given by contact transfer from the body heated by eddy currents.

In einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführung wird der Antriebsmotor der bewegten Magnete dadurch vor überlastung geschützt, daß die bewegten Magnete senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung verschiebbar angeordnet sind und durch eine Feder, ein Gegengewicht od. dgl. in dieser Verschiebungsrichtung so gegen einen Anschlag gehalten werden, daß der aus mechanischen Gründen erforderliche Mindestabstand zwischen den Magnetpolen und dem zu erwärmenden Körper bzw. den dazwischenliegenden Leitstücken aus ferromagnetischem Werkstoff gewährleistet ist. Das durch die Wirbelströme erzeugte magnetische Gegenfeld wirkt nun abstoßend auf die bewegten Magnete und drückt sie bei richtiger Abstimmung der Feder gegen deren Kraft zurück, sobald die Wirbelströme durch ihre bremsende Kraft den die Bewegung der Magnete verursachenden Antriebsmotor überlasten. Durch dieses Zurückdrücken der bewegten Magnete wird der Luftspalt zwischen ihren Polen und der Wirbelstrombahn so lange vergrößert, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen der Kraft des Gegenfeldes der Wirbelströme und der Federkraft entstanden ist. Damit ist dann aber auch die Größe der Wirbelströme auf ein solches Maß zurückgeführt. daß der Antriebsmotor nicht überlastet wird.In a further refinement of this embodiment, the drive motor is used the moving magnets are protected from overload by the fact that the moving magnets are arranged displaceably perpendicular to their direction of movement and by a Spring, a counterweight or the like. In this direction of displacement so against one Stop are kept that the minimum distance required for mechanical reasons between the magnetic poles and the body to be heated or those in between Guide pieces made of ferromagnetic material is guaranteed. That through the eddy currents The generated opposing magnetic field now has a repulsive effect on the moving magnets and pushes it back against its force when the spring is correctly matched, as soon as the Eddy currents cause the magnets to move due to their braking force Drive motor overload. By pushing back the moved Magnets will keep the air gap between their poles and the eddy current path as long enlarged until a state of equilibrium between the force of the opposing field Eddy currents and the spring force has arisen. But that is also the size the eddy currents are reduced to such a level. that the drive motor does not is overloaded.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß die radial angeordneten Polstücke nach dem größeren Scheibendurchmesser hin einen größeren Luftspalt aufweisen oder eine kleinere Polfläche besitzen. Hierdurch ist es möglich, die Durchflutung der Wirbelstrombahn von kleineren zu größeren Durchmessern dieser Bahn hin so zu verringern, daß die Erwärmung durch Wirbelströme, deren Größe sowohl von der Durchflutung wie von der Schnittgeschwindigkeit abhängig ist, für die gesamte von Kraftlinien beaufschlagte Bahn gleich groß ist.Another improvement of the invention is that the radial arranged pole pieces towards the larger disk diameter towards a larger Have air gap or have a smaller pole face. This makes it possible the flow through the eddy current path from smaller to larger diameters of these To reduce the path so that the heating by eddy currents, their size both depends on the flow rate as well as on the cutting speed, for the entire the trajectory acted upon by lines of force is the same.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Es bedeutet Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt eine Aufsicht in teilweise aufgebrochener Darstellung auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit abgesehrägten Polflächen.The figures show exemplary embodiments of the present invention. 1 shows a vertical section through a device according to the invention; F i g. 2 shows a plan view, partially broken away, of a device according to the invention; F i g. 3 shows a section from a device according to the invention with sawed-off pole faces.

In F i g. 1 ist in einem tischartigen Gehäuse 1 ein Motor 2 befestigt, auf dessen Welle 3 ein kreisscheibenförmiger Rückschlußkörper 4 aus ferromagnetischem Werkstoff mittels der Büchse 5 und des Keils 6 drehfest axial verschiebbar angeordnet ist. Diese Scheibe 4 wird durch die Feder 7, die sich in der topfförmigen Scheibe 8, welche mittels des Stiftes 9 auf der Welle 3 befestigt ist, abstützt, gegen die Endscheibe 10 gedrückt, die durch die Schraube 11 mit der Welle 3 fest verbunden ist. Auf dem kreisscheibenförmigen Rückschlußkörper 4 sind Magnete 1-2, 13 befestigt, die mit ihm umlaufen. Vor den dem Rückschlußkörper abgewandten Polenden dieser Magnete liegt unter Wahrung des aus mechanischen Gründen erforderlichen Luftspaltes eine Platte 14, in welche lamellierte Polstücke 15 bzw. 16 eingelassen sind. Ebenfalls in die Platte 14 eingelassen sind ringförmige radial magnetisierte Dauermagnete 17 bzw. 18, deren ebenfalls ringförmigen Polschuhe 19, 20 bzw. 21, 22 mit der Platte 14 abschneiden. Diese Platte besteht zweckmäßig aus einem temperaturbeständigen Isoliermaterial, damit sich in ihr keine Wirbelströme ausbilden können, aber auch die durch Kontaktübertragung von dem darauf befindlichen Kochgerät entstehende Erwärmung keine Beschädigung hervorrufen kann. Zur Erleichterung der Sauberhaltung der Gesamtanordnung kann über die Platte 14 mit all den in sie eingelassenen Teilen eine nicht durchbrochene dünne Schutzplatte 23 aus einem wärmebeständigen Isolierstoff, wie z. B. Silikon, aufgelegt werden, die gegebenenfalls an ihrem gesamten äußeren Rand eine Feuchtigkeitsfangrinne 24 mit dem Ablauf 25, welcher durch einen nicht gezeichneten Hahn verschlossen sein kann, bildet. Auf diese Platte 23 kann dann das zu erwärmende Gerät, z. B. die Pfanne 26, aufgesetzt werden, welche aus elektrisch gut leitendem Werkstoff besteht. Diese Geräte können an ihrem äußeren Rand mit einem Ring 27 aus ferromagnetischem Werkstoff derart versehen werden, daß bei günstigster Durchflutung des aufgesetzten Gerätes der Ring 27 von den Polschuhen der Magnete 17 bzw. 18 festgehalten wird. Wird nun die Belegung der Laufbahn, die durch die umlaufenden Magnetpole bzw. die eingefügten Polstücke beschrieben ist, mit Wirbelstrombahnen so sehr vergrößert, daß die bremsende Rückwirkung auf den Antriebsmotor 2 das zulässige Belastungsmoment überschreitet, wird die abstoßende Wirkung der von den Wirbelströmen herrührenden Gegenfelder auf die Dauermagnete 12 bzw. 13 so groß, daß diese entgegen der vorgespannten Feder 7 den Rückschlußkörper 4 in axialer Richtung zurückdrängen. Das Maß der Vorspannung der Feder 7 wird dabei so gewählt, daß diese Verschiebungsbewegung erst dann beginnen kann, wenn die maximal zulässige Bremswirkung durch zu starkes Besetzen der Magnetlaufbahn mit z. B. Kochgeräten überschritten ist.In Fig. 1 , a motor 2 is fastened in a table-like housing 1 , on the shaft 3 of which a circular disc-shaped yoke body 4 made of ferromagnetic material is arranged axially displaceable in a rotationally fixed manner by means of the sleeve 5 and the wedge 6. This disk 4 is pressed by the spring 7, which is supported in the cup-shaped disk 8, which is fastened on the shaft 3 by means of the pin 9 , against the end disk 10 , which is firmly connected to the shaft 3 by the screw 11. On the circular disc-shaped yoke body 4 magnets 1-2, 13 are attached, which rotate with it. In front of the pole ends of these magnets facing away from the yoke body, while maintaining the air gap required for mechanical reasons, there is a plate 14 in which laminated pole pieces 15 and 16 are embedded. Also embedded in the plate 14 are ring-shaped, radially magnetized permanent magnets 17 and 18, the likewise ring-shaped pole shoes 19, 20 and 21, 22 of which cut off with the plate 14. This plate is expediently made of a temperature-resistant insulating material, so that no eddy currents can develop in it, but also the heat generated by contact transfer from the cooking appliance located on it cannot cause any damage. To make it easier to keep the overall arrangement clean, an uninterrupted thin protective plate 23 made of a heat-resistant insulating material, such as, for. B. silicone, are placed, which optionally on its entire outer edge forms a moisture trap 24 with the drain 25, which can be closed by a tap, not shown. On this plate 23 the device to be heated, for. B. the pan 26, which consists of a highly electrically conductive material. These devices can be provided on their outer edge with a ring 27 made of ferromagnetic material in such a way that the ring 27 is held in place by the pole pieces of the magnets 17 and 18 when there is favorable flow through the attached device. If the occupancy of the track, which is described by the rotating magnetic poles or the inserted pole pieces, is increased with eddy current paths so much that the braking reaction on the drive motor 2 exceeds the permissible load torque, the repulsive effect of the opposing fields resulting from the eddy currents is increased the permanent magnets 12 and 13 so large that they push back the yoke body 4 in the axial direction against the pretensioned spring 7. The amount of bias of the spring 7 is chosen so that this displacement movement can only begin when the maximum permissible braking effect due to excessive occupation of the magnetic track with z. B. cooking appliances is exceeded.

In F i g. 2 zeigt der Ausschnitt A einen Durchbruch durch die Platten 23 und 14, so daß der kreisscheibenförmige Rückschlußkörper 4 mit den auf ihm befestigten Magneten 12a und 12b bzw. 13a und 13b zu sehen ist, während im Ausschnitt B nur die oberste Deckplatte 23 ausgeschnitten ist, so daß die Platte 14 mit den in sie eingelassenen lamellierten Polstücken 15 a, 15 b, 15 c und 15 d sowie die ringförinigen Magnete 17 bzw. 18 mit ihren ringförmigen Polschuhen 19 und 20 bzw. 21 und 22 sichtbar werden.In Fig. 2 shows the section A a breakthrough through the plates 23 and 14, so that the circular disc-shaped yoke body 4 with the magnets 12a and 12b or 13a and 13b attached to it can be seen, while in the section B only the top cover plate 23 is cut out, so that the plate 14 with the lamellar pole pieces 15 a, 15 b, 15 c and 15 d embedded in it and the ring-shaped magnets 17 and 18 with their ring-shaped pole pieces 19 and 20 or 21 and 22 are visible.

In F i g. 3 ist auf der Welle 28 des Motors 29 der kreisscheibenförmige Rückschlußkörper 30 befestigt, der Dauermagnete 31 trägt. Die Platte 32 aus nicht leitendem, wärmebeständigem Werkstoff trägt auf ihrer Unterseite eine Ringnut 33, in welche die Magnete 31 eintauchen. Um diese Ringnut herum sind in die Platte 32 ringförmige, radial magnetisierte Dauermagnete 34 bzw. 35 mit ringförmigen Polschuhen 36, 37 bzw. 38, 39 eingelassen, welche mit der Oberkante der Platte 32 bündig abschneiden. Oberhalb der Nut 33 befindet sich auf der Platte 32 ein Kochgerät, z. B. die Pfanne 40. Der Boden 41 dieser Pfanne ist durchgedrückt und auf der inneren Hohlpartie mit einer Platte 42 und auf der äußeren Randpartie mit einem Ring 43, beide aus ferromagnetischem Werkstoff, belegt. Die Platte 42 schließt dabei den von den Magneten 31 den Boden 41 wirbelstromerzeugend durchsetzenden Kraftfluß, während der Ring 43 die Pfanne 40 über die Haftkraft der Ringmagnete 34 bzw. 35 lösbar mit der Platte 32 verbindet. Hierbei wird durch die abgeschrägte Poloberfläche 44 der Dauermagnete 31 bewirkt, daß der Boden 41 der aus gut leitendem Werkstoff bestehenden Pfanne 40 in dem gesamten, von Kraftlinien durchsetzten Bereich gleichmäßig erwärmt wird.In Fig. 3 , the circular disc-shaped yoke body 30 is attached to the shaft 28 of the motor 29 , which carries permanent magnets 31. The plate 32 made of non-conductive, heat-resistant material has an annular groove 33 on its underside, into which the magnets 31 immerse. To this annular groove around radially magnetized permanent magnets in the plate 32 annular, 34 and 35, respectively inlaid with annular pole pieces 36, 37 and 38, 39 which cut off the top edge of the plate 32 flush. Above the groove 33 there is a cooking device on the plate 32, e.g. B. the pan 40. The bottom 41 of this pan is pressed through and covered on the inner hollow part with a plate 42 and on the outer edge part with a ring 43, both made of ferromagnetic material. The plate 42 closes the flux of force which penetrates the bottom 41 by the magnets 31 to generate eddy currents, while the ring 43 releasably connects the pan 40 to the plate 32 via the adhesive force of the ring magnets 34 and 35, respectively. The beveled pole surface 44 of the permanent magnets 31 causes the bottom 41 of the pan 40, which is made of a highly conductive material, to be heated uniformly in the entire area interspersed with lines of force.

Claims

Claims: 1. Device for heating the contents of containers consisting entirely or partially of electrically or magnetically highly conductive material, in particular for heating food in saucepans, pans or the like by means of a rotating, mechanically driven, multi-pole magnet system, with von Pol to pole changing polarity using the eddy current or. Hysteresis effect, in which, to heat the bottom of a container, a circular disk made of ferromagnetic material that can be set in rotation and is located parallel below it is arranged, on which a large number of magnets made of permanent magnet material with an axial direction towards the container bottom are arranged at equal radial distances in a small space magnetic field of alternating polarity is provided, d a d u rch according to Patent 1106 440 in that between the bearing the permanent magnets, by mechanical forces moving circular disc and the fixed receptacle to be heated, laminated conducting pieces (15, 16) are provided of a ferromagnetic material.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the laminated conductive pieces are embedded in a plate (14) made of electrically non-conductive, heat-resistant material as possible. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that to prevent overloading of the drive motor, the moving magnets (12, 13) are arranged perpendicular to their direction of movement against a spring (7) , wherein the spring is coordinated, .that by The magnetic opposing field generated by the eddy currents pushes the moving magnets back against the spring force until an equilibrium between the force of the opposing field and the spring force is created by enlarging the air gap between the magnets and the eddy current path. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radially arranged magnets (31, F ig. 3) after the circumference of the circular disk (3e) a decreasing thickness to enlarge the air gap (33) or a smaller pole face (44 ) exhibit. Publications considered: German Auslegeschrift L 16347 X / 3 9 b (published January 5, 1956).