DE2004928A1

DE2004928A1 - Induction heater for sealing plastics

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Publication number: DE2004928A1
Application number: DE19702004928
Authority: DE
Inventors: Alfred F Columbus Upper Arlington Ohio Leatherman (V St A ) M
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-02-04
Filing date: 1970-02-04
Publication date: 1971-10-07

Abstract

A central conductor is partially surrounded by an exterior arcuate-section conductor which serves to cancel the magnetic field of the central conductor over those regions around which is extends. The remaining uncancelled field serves to provide a localised heating space suitable to effect induction heat sealing of plastics.

Description

Verfahren und Gerät zur Induktionsheizung eines nichtmetallischen Materials Diese Erfindung betrifft Induktionsheizgeräte und Induktionsheizverfahren und insbesondere ein Gerät und ein Verfahren mit hervorragendem Betriebswirkungsgrad. Method and device for induction heating of a non-metallic Materials This invention relates to induction heating apparatus and methods of induction heating and in particular, an apparatus and method excellent in operating efficiency.

Induktionsheizung ist ein thermisches Verfahren, in welchem in seinen bekannten Formen elektrische Energie in Form eines Hochfrequenzmagnetfeldes hoher Intensität an eine metallische Substanz'angelegt wird. Das Feld induziert Wirbelströme oder -Hystereseverluste, welche die Erzeugung von Wärme in der Substanz selbst veranlassen. Dieses Verfahren ist seit einer Anzahl von Jahren zum Schmelzen und Wärmebehandeln von Metallen im allgemeinen Gebrauch.Induction heating is a thermal process in which its known forms of electrical energy in the form of a high frequency magnetic field high Intensity on a metallic substance 'is applied. The field induces eddy currents or hysteresis losses which cause heat to be generated in the substance itself. This The process has been smelting for a number of years and heat treating metals in general use.

Induktionsheizung kann auch bei der thermischen Verarbeitung von nichtmetallischen Materialien verwendet werden, wie beispielsweise Kunststoffe, in den induktiv heizbare Substanzen, wie zum Beispiel bestimmte Metall- oder Metalloxydteile oder -Partikel an Stellen in das Material eingebracht werden, wo Wärme erwünscht ist und dann die zusammengesetzte Struktur in ein magnetisches Wechselfeld gebracht wird. Wenn es zum Beispiel erwünscht ist, zwei Folien aus Kunststoff, wie Polyäthylen zu verbinden, werden feine Metall- oder Metalloxydpartikel oder ein Metallsieb an Stellen zwischen die Folien gelegt, an denen sie verbunden werden sollen. Wenn ein Magnetfeld an die Folien angelegt wird, werden die Partikel oder das Sieb erhitzt, erweichen den Kunststoff und erlauben den zwei Folien sich zu vereinigen. Die metallischen Partikel oder die Metallteile werden im allgemeinen "Suszeptor" genannt, um ihre Fähigkeit anzuzeigen, durch ein Magnetfeld erhitzt zu werden.Induction heating can also be used in the thermal processing of non-metallic Materials are used, such as plastics, in the inductively heatable Substances such as certain metal or metal oxide parts or particles be introduced into the material in places where heat is desired and then the composite structure is brought into an alternating magnetic field. If it For example, it is desirable to join two sheets of plastic, such as polyethylene, fine metal or metal oxide particles or a metal screen in places between laid the foils to which they are to be connected. When a magnetic field is on the film is applied, the particles or the sieve are heated, soften the Plastic and allow the two foils to unite. The metallic particles or the metal parts are commonly called "susceptors" for their ability indicate being heated by a magnetic field.

Das obige Verfahren der thermischen Verarbeitung unterscheidet sich von dielektrischer thermischer Verarbeitung, bei welcher eine nichtmetallische Substanz selbst durch ein elektrisches Hochfrequenzfeld erhitzt wird. Dielektrische thermische Verarbeitung umfaßt Erwägungen, die hier nicht zur Sache gehören.The above method of thermal processing is different of dielectric thermal processing in which a non-metallic substance itself is heated by a high-frequency electric field. Dielectric thermal Processing includes considerations that are not relevant here.

Die Vorteile der thermischen Induktionsbehandlung umfassen die Tatsache, daß Wärme in dem Material selbst an der Stelle erzeugt wird, wo sie verwendet werden soll und dadurch äußerst günstige Temperatur verteilungen vorsieht und die genaue und vorteilhafte Steuerung der Temperatur erlaubt. Da- außerdem Wärme nicht von einer äußeren Quelle durch das Material an die gewünschte Steile fließen muß, ist eine beträchtliche Erhöhung der Geschwindigkeit der thermischen Ver--arbeitung -erreichbar. Die genaue Temperatursteuerung und die verkürzten Heizzeiten verhindern das-Entstehen thermischer Schäden während'der Verarbeitung, wie beispielsweise Verkohlen, Werfen oder Verziehen.The advantages of thermal induction treatment include the fact that heat is generated in the material itself where it is used should and thereby provides extremely favorable temperature distributions and the exact and advantageous control of temperature allowed. Besides, heat does not come from an external source through which the material must flow to the desired location a considerable increase in the speed of thermal processing - achievable. The precise temperature control and the shortened heating times prevent this from occurring thermal damage during processing, such as charring, throwing or warping.

Um die obigen Vorteile in einem kommerziell und technisch durchführbarem Verfahren, wie beispielsweise das Schweißen von Kunststoffen zü erreichen ist es nötig, ein Induktionsheizgerät vorzusehen, das in der Lage ist, eine magnetische Kraft oder ein magnetisches Feld der höchstmöglichen Intensität und der höchstmöglichen Frequenz herzustellen, um die größte Wärmemenge durch Induktionsverluste zu erzeugen. Die verwendete Ausrüstung um ein solches Feld zu erzeugen, enthält im allgemeinen eine felderzeugende Vorrichtung (z. B. eine "Arbeitsspule")J die an eine Hochfrequenzstromquelle gekoppelt ist.To get the above benefits in a commercially and technically feasible manner It is possible to achieve processes such as the welding of plastics necessary to provide an induction heater capable of generating a magnetic Force or a magnetic field of the highest possible intensity and the highest possible Frequency to generate the greatest amount of heat through induction losses. The equipment used to create such a field generally includes a field generating device (e.g. a "work coil") J connected to a high frequency power source is coupled.

Die Erreichung beider oben erwähnter Kriterien hängt in einem großen Ausmaß von der Reduzierung der Induktivität dieses Gerätes auf den niedrigstmöglichen Betrag ab.Achieving both of the above criteria depends on a major one Extent of reducing the inductance of this device to the lowest possible Amount from.

Eine übermäßig große Induktivität in dem Gerät begrenzt die Größe des durch das Gerät fließenden Hochfrequenzstromes und somit die Intensität des dadurch erzeugten Magnetfeldes. Obwohl eine größere angelegte Spannung verwendet werden kann> um den Stromfluß zu erhöhen, ergibt dies einen unwirtschaftlichen Betrieb, der das Feld erzeugenden Vorrichtung. Die Größe der das Feld erzeugenden Vorrichtung kann auch vermindert werden um die Induktivität zu senken jedoch häufig nur auf Kosten einer Abnahme der Verarbeitungsgeschwindigkeit oder Verarbeitungskapazität der Ausrüstung.An excessively large inductance in the device limits the size of the high-frequency current flowing through the device and thus the intensity of the magnetic field generated thereby. Although a larger applied voltage is used can be> to increase the current flow, this results in an uneconomical one Operation of the device generating the field. The size of the generating the field Device can also be scaled down to lower the inductance, but often only at the expense of a decrease in processing speed or processing capacity the equipment.

Ferner ist es allgemein erwünscht, das Gerät in Parallelresonanz mit der Stromquelle zu betreiben da der Stromfluß bei einer solchen Frequenz ein Maximum beträgt. Die Resonanzfrequenz ist bestimmt durch die Formel Ein niedriger Betrag der Induktivität erlaubt der Resonanzfrequenz des Gerätes hoch genug zu sein, um Induktionsverluste der erforderlichen Größe zu erzeugen. Zum Beispiel ist eine Resonanzfrequenz von 4 MHz bei der thermischen Verarbeitung nichtmetallischer Materialien erforderlich. Dies liegt bedeutend über den Frequenzen, die für metallurgische Verwendungen erforderlich sind, welche im allgemeinen in dem Bereich von 3 kHz -450 kHz liegen.Furthermore, it is generally desirable to operate the device in parallel resonance with the power source, since the current flow is a maximum at such a frequency. The resonance frequency is determined by the formula A low amount of inductance allows the resonance frequency of the device to be high enough to produce induction losses of the required magnitude. For example, a resonance frequency of 4 MHz is required in the thermal processing of non-metallic materials. This is well above the frequencies required for metallurgical uses, which are generally in the range of 3 kHz -450 kHz.

Es ist auch erwünscht, das Magnetfeld des Gerätes auszurichten und zu bündeln, um so viel wie möglich davon in dem thermisch zu der arbeitenden Material zu konzentrieren oder einzuschließen. Fluß, der nicht so verwendet wird, leistet keine nützliche Funktion und erhöht die Induktivität des Gerätes unnötig, wenn er nicht ausgeglichen oder reduziert wird.It is also desirable to align the device's magnetic field and to bundle as much as possible of it in the thermally to the working material to focus or include. River that is not used in this way performs no useful function and unnecessarily increases the inductance of the device when he is not balanced or reduced.

Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht deshalb darin, ein Induktionsheizgerät mit minimaler Induktivität vorzusehen, welches diese Eigen schaften der niedrigen Induktivität dazu verwendet, ein eingegre nztes Hochfrequenz -Magnetfeld zu erzeugen, das zur leistungsfähigen Induktionsheizung geeignet ist.It is therefore an object of this invention to provide an induction heater to provide with minimal inductance, which these properties of the low Inductance used to generate a limited high-frequency magnetic field, which is suitable for powerful induction heating.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Induktionsheizgerät mit niedriger Induktivität vorzusehen, welches ein eingegrenztes tIochfrequenz-Magnetfeld erzeugen, ohne eine große angelegte Spannung zu erfordern.Another object of this invention is to provide an induction heater to provide with low inductance, which a limited high frequency magnetic field without requiring a large applied voltage.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Induktionsheizgerät vorzusehen, welches die Eigenschaften seiner niedrigen Induktilität beibehält, selbst wenn es physisch groß ist.Another object of this invention is to provide an induction heater to provide, which retains the properties of its low inductance, itself when it's physically big.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Induktionsheizgerät vorzusehen, welches ein äußeres eingegrenztes Magnetfeld erzeugen, wo ein solches Feld benötigt ist, um eine nützliche thermische Verarbeitungsfunktion auszuführen und dadurch die niedrige Induktivität des Gerätes aufrechtzuerhalten, während eine leistungsfähige Induktionsheizung vorgesehen ist.Another object of this invention is to provide an induction heater to provide an external limited magnetic field produce, where such a field is needed to provide a useful thermal processing function and thereby maintain the low inductance of the device, while a powerful induction heating is provided.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Induktionsheizgerät vorzusehen, welches einfach im Aufbau und in der Herstellung ist, und dadurch einen im wesentlichen störungsfreien Betrieb über beträchtliche Zeiträume ausführt.Another object of this invention is to provide an induction heater to provide which is simple in construction and to manufacture, and thereby one performs substantially trouble-free operation for significant periods of time.

Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren der induktiven Heizung nichtmetallischer Materialien vorzusehen, welches ein Gerät verwendet, das die obigen Merkmale aufweist, eine genaue Temperatursteuerung bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten ohne das Risiko der thermischen Beschädigung des Materials zu erreichen, wobei ein solches Verfahren insbesondere zur Verwendung beim Schweißen oder Vereinigen nichtmetallischer Materialien geeignet ist.An additional object of the present invention is to an improved method of inductive heating of non-metallic materials using an apparatus having the above features to provide a precise temperature control at high processing speeds without the risk to achieve thermal damage to the material using such a method especially for use in welding or joining non-metallic materials suitable is.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Induktionsheizgerät niedriger Induktivität durch Anordnen der stromführenden, flußerzeugenden Teile desselben in einer teilweise koaxialen Relation. Ein stromführender Zentralteil ist auf einem Teil seines Umfanges von einem den Strom zurückführenden Außenteil umgeben. Stromfluß durch den inneren Leiter erzeugt ein umgebendes Magnetfeld. Stromfluß in der entgegengesetzten Richtung durch den Rückkehrleiter erzeugt ein umgebendes Magnetfeld von entgegengesetzter Polarität, welches dazu des Gerätes neigt, einen großen Teil des äußeren Magnetfeldeslaufzuheben, welcher sonst eine größere Induktivität hervorrufen würde. Wo die zwei stromführenden Teile nicht koaxial sind, ist das äußere Magnetfeld nicht aufgehoben, woraus sich ein eingeenztes Magnetfeld ergibt, welchesfür thermische Induktionsbearbeitungen verwendet werden kann, - wie bei -spielsweise das Erhitzen eines Suszeptors, der zwischen benachbarte Teile eines nichtmetallischen Materials gelegt ist.The present invention provides an induction heater lower Inductance by arranging the current-carrying, flux-generating parts of the same in a partially coaxial relation. A live central part is on one Part of its circumference surrounded by an outer part returning the current. Current flow through the inner conductor creates a surrounding magnetic field. Current flow in the opposite direction through the return conductor creates an ambient Magnetic field of opposite polarity, which tends to cause the device to create a to cancel a large part of the external magnetic field, which would otherwise have a greater inductance would evoke. Where the two live parts are not coaxial, this is external magnetic field not canceled, resulting in a restricted magnetic field, which can be used for thermal induction machining, - as in - for example the heating of a susceptor between adjacent parts of a non-metallic Material is placed.

Die Erfindung wird an Hand einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is related to a preferred embodiment described in detail with the accompanying drawings.

Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines vollständig koaxialen stromführenden Leiters; Fig. 2 eine Schnittansicht eines Induktionsheizgerätes der vorliegenden Erfindung; und Fig. 3 eine Perspektivansicht des Induktionsheizgerätes, die die Arbeitsweise des Verfahrens der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.It shows: FIG. 1 a schematic view of a completely coaxial one live conductor; Fig. 2 is a sectional view of an induction heater of present invention; and FIG. 3 is a perspective view of the induction heating device. which the way of working of the method of the present invention illustrated.

Da ein Verstehen der Prinzipien von Koaxialleitern für eine richtige Beurteilung des Gerätes der vorliegenden Erfindung notwendig ist, wird anfänglich auf Fig. 1 verwiesen, die einen Koaxialleiter 4 darstellt, der einen stromführenden Zentralteil 6 und einen zylindricchen, stromführenden Außenteil 8 von der Dicke t aufweist. Ein ringförmiger Raum 10 besteht zwischen dem Zentralteil 6 und dem Außenteil 8. Für Zwecke der Analyse wird von dem Zentralteil 6 angenommen, daß er Strom in die Ebene der Zeichnung hineinführt, wie durch das herkömmliche Symbol angedeutet, das den Schwanz des Strompfeiles zeigt, während der Außenteil 8 den Strom aus der Papierebene heraus in Richtung des Betrachters zurückbringt, wie durch das herkömmliche Symbol dargestellt, das die Spitze des Strompfeiles zeigt. Nach den elektromagnetischen Prinzipien erzeugt der Stromfluß durch den Teil 6 ein Magnetfeld 12, das jenen Teil auf die durch den Pfeil angedeutete Art umgibt. Der rückkehrende Strom in dem Außenteil 8 erzeugt wegen der Aufhebung durch das Magnetfeld 12 kein Magnetfeld. Die verschiedenen weitgehend festgestellten Vorteile von Koaxialleitern ergeben sich aus der Tatsache, daß im wesentlichen außerhalb derselben kein Magnetfeld existiert.Since an understanding of the principles of coaxial conductors for a correct Assessment of the apparatus of the present invention is necessary initially referred to Fig. 1, which shows a coaxial conductor 4, which is a current-carrying Central part 6 and a cylindrical, current-carrying outer part 8 of the thickness t has. An annular space 10 exists between the central part 6 and the Outer part 8. For purposes of analysis, the central part 6 is assumed to be Current leads into the plane of the drawing, as through the conventional symbol indicated, which shows the tail of the current arrow, while the outer part 8 denotes Bringing electricity back out of the plane of the paper in the direction of the viewer, as through the conventional symbol is shown, which shows the tip of the current arrow. To According to the electromagnetic principles, the flow of current through part 6 generates a magnetic field 12, which surrounds that part in the manner indicated by the arrow. The returning one No current is generated in the outer part 8 because of the cancellation by the magnetic field 12 Magnetic field. The various largely established advantages of coaxial conductors result from the fact that there is essentially no magnetic field outside it exists.

Obwohl der vollständige Koaxialleiter 4 die in einem Induktionsheizgerät gewünschten Eigenschaften der niedrigen Induktivität aufweist, ist er vollständig ungeeignet für einen solchen Zweck, weil rund um die Außens-eite des Außenteiles 8 im wesentlichen kein Magnetfeld besteht.Although the full coaxial conductor 4 is used in an induction heater has desired properties of low inductance, it is Completely unsuitable for such a purpose, because around the outside of the outer part 8 there is essentially no magnetic field.

Fig.- 2 stellt ein Induktionsheizgerät 15 gemäß der vorliegenden Erfindung dar, das die oben erwähnten Prinzipien des Koaxialleiters verwendet, um seine Induktivität zu reduzieren, während ein umgrenztes, äußeres Magnetfeld vorgesehen wird, das für thermische Induktionsyerarbeitung geeignet ist.Fig. 2 illustrates an induction heater 15 in accordance with the present invention which uses the above-mentioned principles of the coaxial conductor to reduce its inductance to reduce while providing a confined, external magnetic field that is used for thermal induction processing is suitable.

Das Gerät enthält einen stromftI.hrenden Zentralteil 16 und einen den Strom zurückführenden Außenteil 18. Der Außenteil 18 umgibt den Zentralteil 16 nur teilweise. Zum Beispiel erstreckt sich der Außenteil 18 um den Zentralteil 16 über ungefähr eine Hälfte des Umfanges des Letzteren. Sowohl der Zentralleil 16 als auch der Außenteil 18 sind aus einem guten, elektrischen und thermischen Leiter hergestellt, vxrie beispielsweise Kupfer und enthalten Kühlkanäle 20, durch welche ein flüssiges Kühlmittel umläuft. Die stromführenden Teile des Gerätes 15 werden durch Konvektion oder wenn gewünscht durch Leitung gekühlt.The device contains a power supply central part 16 and a the outer part 18 which returns the current. The outer part 18 surrounds the central part 16 only partially. For example, the outer part 18 extends around the central part 16 over about half the circumference of the latter. Both the central part 16 and the outer part 18 are made of a good, electrical and thermal Conductors made, vxrie, for example, copper and contain cooling channels 20, through which circulates a liquid coolant. The live parts of the device 15 are cooled by convection or, if desired, by conduction.

Ein,Raum 36 zwischen dem Zentralteil 16 und dem Außenteil 18 ist offen gelassen, um den Umlauf von Kühlluft dahindurch zu erlauben oder ist mit einer nichtmagnetischen elektrisch isolierenden Substanz gefüllt, um dem Induktionsheizgerät 15. Starrheit und strukturelle Festigkeit zu yerleihen, Die Teile 16 und 18 sind auf einer Seite elektrisch mit einer llochfrquenz quelle 22 verbunden, wie in Fig. 3 dargestellt, und sind auf der anderen Seite durch einen Leiter 21 miteinander verbunden. Die Hochfrequenzquelle 22 führt den Teilen 16 und 18 hochfrequenten Wechselstrom zu.A space 36 between the central part 16 and the outer part 18 is open left to allow the circulation of cooling air therethrough or is with a non-magnetic electrically insulating substance filled to the induction heater 15. Rigidity and to provide structural strength, Parts 16 and 18 are on one side electrically connected to a hole frequency source 22, as shown in Fig. 3, and are connected to each other on the other side by a conductor 21 tied together. The high-frequency source 22 leads the parts 16 and 18 high-frequency alternating current to.

Zum Beispiel kann die Ausgangsfrequenz der Hochfrequenzquelle 22 4 MHz betragen. Eine Kühlmittelversorgung 24 ist mit den Kühlkanälen 20 verbunden, um ein Kühlmittel durch die Teile 16 und 18 laufen zu lassen, Im Betrieb sorgt die Hochfrequenzquelle 22 für einen hochfrequenten Strom durch die Teile 16 und 18. Für Zwecke der Analyse ist dieser Stromfluß momentan in Fig. 2 dargestellt und fließt im Mittelteil 1 6 in die Papierebene hinein und kehrt durch den Teil 18 aus der Papierebene wieder zurück. Von dem Stromfluß durch den Zentralteil 1 6 wird ein Magnetfeld 32 erzeugt, dessen Richtung durch die Pfeile dargestellt ist, Gleichermaßen wird von dem Stromfluß in der entgegengesetzten Richtung durch den Außenteil 18 ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld 34 erzeugt, welches in diesem Fall eine äußere Kumponente aufweist. Weil das rneiste der äußeren Komponente des Magnetfeldes 34 des Außenteiles 18 durch die entgegengesetzte Richtung der zwei Magnetfelder 32 und 34 ausgeglichen ist, ist die Induktivität des Geräte 15 klein.For example, the output frequency of the radio frequency source 22 4 MHz. A coolant supply 24 is connected to the cooling channels 20, in order to let a coolant run through the parts 16 and 18. In operation, the High-frequency source 22 for a high-frequency current through the parts 16 and 18. For purposes of analysis, this current flow is currently shown in FIG. 2 and is flowing in the middle part 1 6 into the plane of the paper and returns through the part 18 from the Paper plane back again. From the current flow through the central part 1 6 is a Magnetic field 32 generated, the direction of which is shown by the arrows, in the same way is affected by the flow of current in the opposite direction through the outer part 18 an oppositely directed magnetic field 34 generated, which in this case a has an external component. Because that would be the external component of the magnetic field 34 of the outer part 18 by the opposite direction of the two magnetic fields 32 and 34 are balanced, the inductance of the device 15 is small.

Das Magnetfeld um den äußeren Umfang des Teiles 16 ist jedoch nicht so eliminiert und bleibt um den unteren Umfang des Teiles 16 begrenzt, um eine ansprechende Substanz induktiv z; heizen, die in das Feld gelegt ist.However, the magnetic field around the outer periphery of part 16 is not so eliminated and remains limited to the lower periphery of the part 16 to an appealing Substance inductive z; heat that is placed in the field.

W enn der Strom von der Hochfrequenzquelle 22 umkehrt, kehrt auch die Richtung der Magnetfelder 32 und 34 um. Der Teil des Magnet feldes 32 um den unteren Umfang des Zentralteiles 16 kehrt in seiner Polarität um, um weiterhin ein Hochfrequenz- Magnetfeld vorzusehen, das für die thermische Induktionsbearbeitung nötig ist.When the current from the radio frequency source 22 reverses, it also reverses the direction of the magnetic fields 32 and 34 um. The part of the magnetic field 32 around the lower circumference of the central part 16 reverses its polarity to continue a Provide high frequency magnetic field for thermal induction machining is necessary.

Fig. 2 und 3 zeigen die Verwendung des oben beschriebenen Heizgerätes 15 in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, um Kunststofffolien 26 und 28 mittels einer Schicht von Eisenoxydpartikeln 30 zu verbinden, die in der Lage sind durch das von dem Gerät erzeugte Magnetfeld ininduktiv geheizt zu werden, Die Folien 26 und 28 sind überlappt angeordnet, wobei sich die Eisenoxydpartikel 30 zwischen den überlappten Teilen befinden. Die Folien werden dann neben dem unteren Umfang des Zentralteiles 16 und innerhalb des Magnetfeldes 32 angebracht, das dieses Umfangssègment von Teil 16 umgibt. Das SIagnetfeld 32 heizt die Partikel 30 induktiv, um die überlappten Kanten der Kunststoffolien 26 und 28 zu erweichen und eine Verbindung zwischen ihnen zu bilden. Wenn die Kunststoffolien ausreichend erweicht sind, wird die Hochfrequenzquelle 22 abgeschaltet, um dem Kühlmittel in den Kanälen 20 zu erlauben die Schweißung zu verfestigen.Figs. 2 and 3 show the use of the heater described above 15 in the method of the present invention to plastic films 26 and 28 by means of a layer of iron oxide particles 30 which are able to connect through the magnetic field generated by the device to be inductively heated, the foils 26 and 28 are arranged in an overlapping manner, with the iron oxide particles 30 between the overlapped parts. The slides are then placed next to the lower perimeter of the Central part 16 and attached within the magnetic field 32 that this peripheral segment surrounds by part 16. The magnetic field 32 heats the particles 30 inductively to the overlapped Soften edges of the plastic sheets 26 and 28 and establish a connection between them to build. When the plastic sheets are sufficiently softened, the high frequency source becomes 22 turned off to allow the coolant in the channels 20 to weld to solidify.

Obwohl die vorliegende Erfindung mit dem Zentralteil 16 und dem umgebenden Außenteil 18 von kreisförmiger Ausbildung dargestellt und beschrieben worden ist, soll die Erfindung nicht allein auf Elemente dieser Form begrenzt verstanden werden, Die stromführenden Teile können dreieckig, rechteckig oder von einer anderen gewünschten Form sein.Although the present invention with the central part 16 and the surrounding Outer part 18 of circular design has been shown and described, the invention should not be understood to be limited to elements of this form alone, The live parts can be triangular, rectangular or any other desired Be form.

Patentansprüche Claims

Claims

Patent claims ========================== 5 Induction heater for providing a localized high frequency magnetic field from a high frequency power source for the thermal induction processing of materials, g e k e n n n z e i c h n e t d u r c h an elongated, - current-carrying rod (16) with a pair of connecting parts connected at a distance from one another, which are defined by a circumferential surface are separated from each other, with one of the connecting parts connected to the power source (22) is connected and an elongated current-carrying plate (18) spaced apart of the rod (16) and partially surrounds it, a pair of at a distance mutually arranged connection parts on the plate (18); of which one with the current source (22) is connected to a current conductor arrangement (28), which with the other connecting parts both of the rod (16) and the plate (18) connected is to connect them to each other, which means that when the device is started up (15) currents flowing in opposite directions through the high frequency power source (22) the rod (16) and the plate (18) flow to along the exposed part of the Circumferential surface of the rod (1G) to generate a limited high-frequency magnetic field.

2. Device according to claim 1, d a-d u r-c h g e k e n n z e i c h n e t that the rod (16) is cylindrical and the plate (18) along a cross-section perpendicular is semicircular to the axes of the rod and the plate.

3. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the plate (18) the rod (16) for one half of the circumferential surface of the latter surrounds and is arranged at a uniform distance therefrom.

4. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the conductors are made of copper.

5. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the conductors contain cooling channels (20).

6. Method for inductive heating of a non-metallic material it is not possible to attach a susceptor (30) to the non-metallic material (26, 28) to be heat treated, electrical generating an enclosed central high-frequency magnetic field (32), while at the same time an additional enclosed high frequency magnetic field (34) next to the work -surface is generated and partially surrounds the central magnetic field (32) and the interaction of the central magnetic field (32) with the surrounding magnetic field (34) to a limited High frequency Magnetic field from part of the central magnetic field (32) while eliminating large parts of the surrounding magnetic field (34) and the attachment of the material 6, 28) with the susceptor (30) in the confined High-frequency magnetic field in order to inductively heat the susceptor and the material to heat by line.

7. The method according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the formation of the confined magnetic field is further than that Forming the confined magnetic field from the part of the central magnetic field (32) is defined, which is not surrounded by the surrounding magnetic field (34).

8. The method according to claim 6, g e k e n n z e i c h n e t you r c h an induction heating welding process in which the material is a number of layers Contains from to be welded thermoplastic material and the susceptor one Contains layer of iron oxide particles attached between the layers.

L e r s e i t e