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Einrichtung zur Unterdrückung von unerwünschten Oberwellen in Hochfrequenzgeneratoren
(im Bereich 150 bis 250 MHz) Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Unterdrücken
von unerwünschten Oberwellen, bei der zwischen einem Hochfrequenzgenerator und einem
Verbraucher Querzweige mit Entstörungselementen vorgesehen sind, die aus der Serienschaltung
eines KondensatorsundeinerkonzentrischenLeitungmitverstellbarem Kurzschlußschieber
als Induktivität bestehen.
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Zur wirksamen Abschirmung der von Hochfrequenzgeneratoren ausgehenden
unerwünschten Oberwellen sind verschiedene Maßnahmen bekannt. So können Meßräume
dadurch von Oberwellen frei gehalten werden, daß sie mit einem einfachen oder doppelten
Maschengitter umgeben werden. Eine derartige Maßnahme l'aßt sich jedoch nicht auf
industrielle Hochfrequenzerwärmungsanlagen mit Vorteil übertragen, da bei diesen
zur Beschickung auch während des Betriebes die Ein- und Ausführöffnungen stets offenbleiben
müssen. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, bei derartigen Einrichtungen
zur Abschirmung metallische hohlrohrleiterförmige Ansätze (Schächte) entsprechender
Länge an die Ein-und Ausführöffnungen des die Elektroden enthaltenden Gehäuses anzubringen.
Die bekannten Einrichtungen verfolgen den Zweck, das Austreten der störenden Grundwelle
und der Oberwellen bis zur Grenzfrequenz der schachtförmigen Ansätze nach außen
hin zu verhindern, nachdem diese Oberwellen bereits in den Behandlungsraum eingedrungen
sind. Oberwellen oberhalb der Grenzfrequenz werden bekanntlich nicht nur gedämpft,
sondern zum Teil sogar angehoben (Resonanzüberhöhung).
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Störende Oberwellen treten bekanntlich auch bei Sendeanlagen im Funkdienst
auf und werden hier durch ein zwischen Sender und Antenne angeordnetes Filter, z.
B. Tiefpaßfilter, das nur Wellen oberhalb der gewünschten Grenzfrequenz sperrt,
gedämpft. Ein solches Tiefpaßfilter ist aber für industrielle Hochfrequenzerwärmungsanlagen
mit Strömen von 400 A und mehr nicht verwendbar, da einmal die beschränkten Platzverhältnisse
zwischen Hochfrequenzgenerator und Behandlungsort Schwief, rigkeiten in der Unterbringung
bereiten. Im übrigen verlangt ein solches Tiefpaßfilter für konstante Bedämpfung
konstante Lastverhältnisse und konstante Frequenzen. Diese Voraussetzungen sind
aber bei industriellen Anlagen infolge des sich ständig ändernden Belastungszustandes
nicht gegeben. Zum anderen kann die Energieleitung ein Teil des Schwingungssystems
des Hochfrequenzgenerators sein, so daß bei eventueller Verwendung von Tiefpaßfiltern
zusätzliche Polfrequenzen auftreten würden, die ein sicheres Arbeiten des Generators
unmöglich machen. Ferner sind Saugkreise in der Funktechnik seit langem zu dem Zweck
bekannt, die Einwirkung störender Frequenzen auf einen Empfänger zu verhindern.
Diese Saugkreise bestehen aber aus Kondensatoren (konzentrierte Kapazität) und Spulen
(konzentrierte Induktivität) die für industrielle Hochfrequenzanlagen ungeeignet
sind, da sie einmal für tiefere Frequenzen, z. B. 0,5 bis 5 MHz, und andererseits
infolge ihrer Dimensionierung nicht für Spannungen und Ströme industrieller Generatoren
geeignet sind.
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Es ist ferner bereits bekannt, in Filtern konzentrierte Schaltelemente
teilweise durch Leitungen zu ersetzen. So ist es z. B. bereits bekannt, Reihenschaltungen
von Kondensatoren und von Leitungsstücken, die als Induktivität wirken, in den Querzweig
einer Energieleitung zu schalten, um unerwünschte Frequenzen zu unterdrücken.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß jederzeit ein optimaler Entstörungsgrad
einstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen
Entstörungselemente gegeneinander verschiebbar sind.
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Durch diese Änderbarkeit des Abstandes läßt sich die Bandbreite und
die Dämpfung des Oberwellensiebes an die jeweiligen Betriebsverhältnisse der Hochfrequenzanlage
anpassen.
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Zum Verändern der Kopplung weisen vorteilhafteiweise der Innen- und
Außenleiter der konzentrischen Leitung Führungsmittel, z. B. Schienen, Langloch
usw., auf. Schließlich ist es vorteilhaft, die die Entstörungselemente wahlweise
an einer oder an mehreren Seiten des Energieleiters angeordnet sind, dadurch kann
die unterschiedliche Spannungsverteilung der Oberwellen berücksichtigt werden.
An
Hand der Zeiehmung -werden weitere Einzelheiten und Vorteile der Einrichtung gemäß
der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g. 1 stellt in perspektivischer Darstellung ..eine Hochfrequenzerwärmungsanlage
mit beiderseits offenen schachtförmigere Änsätzen dar; -@° ' -F i g. 2 zeigt-,ein
= Ausführungsbeispiet gemäß der Erfindung in Schnittdarstellung gemäß der Linie
II-II. Die in F i g. 1 dargestellte Hochfreqüenz-wärmungsanlage besteht im wesentlichen
aus dem als Erdelektrode dienenden Förderband 1 und der spannungsführenden Gegenelektrode
2. Das zu behandelnde Gut, im-Vorliegenden Fall ein auszuhärtender Gußkern
3, wird auf das Förderband 1 gesetzt und in Richtung des Pfeiles-Ä duieh-das
sich zwischen den Elektroden 1 und 2.ausbilderide Hochfrequenzfeld bewegt. Der Aushärtvorgang..,erfolgt
.dabei hauptsächlich auf der mit B bezeichneten, -von den Elektroden begrenzten
Strecke. Die Elektroden sind innerhalb des -metallischen Gehäuses-_4._..@Rehandlungsraum)
untergebracht, an dessen Stirnseiten je ein schachtförmiger Ansatz 5 bzw. 6 elektrisch
gut leitend angebracht ist.. Anden Behandlungsraum 4 schließt sich eine Energieleitung?
an, die mit dem Hochfrequenzgenerator 8 elektrisch und hochfrequenzmäßig gut leitend
verbunden ist und zur Übertragung der Hochfrequenzenergie vom Hochfrequenzgenerator
in den Behandlungsraum dient. Damit die im Hochfreqüenzgenerator 8 entstehenden
unerwünschten Oberwellen nicht in den Behandlungsraum 4 gelangen können, sind im
Bereich der Energieleitung 7, also bereits zwischen dem Hochfrequenzgenerator 8
und dem Behandlungsraum 4, Vorkehrungen zur Unterdrückung dieser Oberwellen getroffen:
Um dieses Ziel zu er- ; reichen, sind mehrere Entstörungselemente 9 in der in F
i g. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellten Weise angeordnet.
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Wie aus Fig.2 ersichtlich, bestehen die Entstörungselemente 9 aus
- einem als Kapazität wirkenden Isolator 10 -und einer an sich bekannten konzentrischen
Leitung, deren Induktivität durch einen metallischen Schieber 11 verstellbar ist.
Die Verstellung des Schiebers 11 auf -der Gewindespindel 12 erfolgt mit Hilfe einer-
mit Gewinde versehenen Hülse 13. Das Gehäuse 14 des konzentrischen Leiters ist mit
dem Außenleiter 15 elektrisch und hochfrequenzmäßig leitend verbunden. Die Gewindespindel
12 ist außerdem mit der Isolatorarmatur 16 verschraubt; die ihrerseits auf dem Keramikisolator
10, beispielsweise durch Verlöten, befestigt ist. Die andere Seite des Isolators
10 ist vorzugsweise auch durch Verschrauben unmittelbar mit dem Innenleiter 17 elektrisch
und hochfrequenzmäßig gut leitend verbunden.
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Sollte sich in schwierigen Fällen eine noch weitergehende Entstörung
als erforderlich erweisen, so können - wie in F i -g. 2 gestrichelt dargestellt
-weitere Entstörungselemente an dem entgegengesetzten Wandungsteil des Außenleiters
15 angebracht werden. Gegebenenfalls lassen sich zur Unterbringong weiterer Entstörungselemente
auch die Seitenwände des Außenleiters 15 verwenden.
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Zur Erzielung einer gewissen Entstörungswirkung ist es erforderlich,
die Entstörungselemente 9 in einem entsprechenden Abstand voneinander anzuordnen.
Dieser Abstand a bzw 44 ,Abstand b P l g.-1) ist durch die gegenseitigeAKopplung
der Entstörungselemente bedingt. So wird« z. B. durch Vergrößern der. Kopplung -.dh.
Yexringerung,desAbstandes a i
bzw--.b - eine bandfilterähnliche. Sperreifküig,
d h.
größöre--Bandbreite,-auf die °Oberwelldn--erzielt; 'Während umgekehrt
durch Verkleinern der Kopplung d. h-. Vegrößern :des Abstandes a oder b - die DämpMngswirkürig
dieser Elemente vergrößert wird. Voraussetzung für die genannte Beeinflussung der
Kopplung ist, daß die jeweils aufeinandergekoppelten Entstörungselemente auf dieselbe
Frequenz abgestimmt sind. Da das Störstrahlungsspektrum einer Höchfrequenzanlage
vöri vornherein nicht festliegt; sondern unter anderem durch örtliche Gegebenheiten
bedingt ist, ist es zweckmäßig, die Entstörungselemente verstellbar zu machen, um
den - Abstand a bzw. b und damit den Kopplungsgrad 'der Entstörungselemente zu beeinflussen
und einen optimalen Entstörungsgrad zu erzielen. Zu- diesem Zweck kön= neu- Schienen
18 und 19 öder ähnlich wirkende Mittel,- z.- B. Schlitzleitungen oder -=auch
in Langlöchern gleitende Bolzen als Führungsglieder-vorgesehen sein. Selbstverständlich-
kann die 'Erfindung sinngemäß auch bei Parallelbetrieb- mehrerer Generatoren angewendet
werden, Wobei die -Energieleitungen der Generatoren auch miteinander verbunden -
sein können.