DE202015100080U1

DE202015100080U1 - induction heating

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Publication number: DE202015100080U1
Application number: DE202015100080.4U
Authority: DE
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2025-01-10

Abstract

Induktionsheizvorrichtung, umfassend einen Träger (12) und eine Spulenvorrichtung (14), welche an dem Träger (12) angeordnet ist, wobei die Spulenvorrichtung (14) eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen (28) umfasst, welche in Reihen (30) und Spalten (32) angeordnet sind, und wobei die spiralförmigen Wicklungen (28) so ausgebildet sind, dass bei Stromdurchfluss der spiralförmigen Wicklungen (28) eine Stromrichtung in benachbarten Randwicklungsabschnitten (42a, 42b; 44a, 44b) von in einer Reihe (30) oder Spalte (32) benachbarten spiralförmigen Wicklungen (38a, 38b; 40a, 40b) mindestens näherungsweise gleich ist.An induction heating apparatus comprising a support (12) and a coil device (14) disposed on the support (12), the coil device (14) comprising a plurality of spiral windings (28) arranged in rows (30) and columns ( 32) are arranged, and wherein the spiral windings (28) are formed so that when current flows through the spiral windings (28) a current direction in adjacent edge winding sections (42a, 42b, 44a, 44b) of in a row (30) or column ( 32) adjacent spiral windings (38a, 38b, 40a, 40b) is at least approximately equal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Induktionsheizvorrichtung, umfassend einen Träger und eine Spulenvorrichtung, welche an dem Träger angeordnet ist. The invention relates to an induction heating device, comprising a carrier and a coil device, which is arranged on the carrier.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2013 111 266.8 vom 11. Oktober 2013 ist eine Spulenvorrichtung beschrieben, umfassend mindestens eine stromtragende Hochfrequenzlitze und einen Träger für die mindestens eine Hochfrequenzlitze, wobei der mindestens eine Träger ein Maschennetz ist und die mindestens eine Hochfrequenzlitze über einen oder mehrere Haltefäden, welche an der mindestens einen Hochfrequenzlitze an Stegen des Maschennetzes anliegen, gehalten ist. In the not pre-published German Patent Application No. 10 2013 111 266.8 of 11 October 2013 a coil device is described comprising at least one current-carrying high-frequency strand and a support for the at least one high-frequency strand, wherein the at least one carrier is a mesh and the at least one high-frequency strand via one or more holding threads, which at the at least one high-frequency strand Webs of the mesh net abut, is held.

Aus der DE 10 2008 037 224 A1 ist eine Entspannungsmatte zur Übertragung von durch magnetische Felder erzeugten Schwingungen auf Organismen bekannt, welche mindestens eine Flachspule aufweist, über welcher, das Magnetfeld der Flachspule schneidend, Permanentmagneten flächig nebeneinander angeordnet sind. From the DE 10 2008 037 224 A1 is a relaxation mat for transmitting vibrations generated by magnetic fields on organisms known, which has at least one flat coil over which, cutting the magnetic field of the flat coil, permanent magnets are arranged side by side.

Aus der DE 101 55 935 A1 ist ein intelligentes Etikett bekannt, welches einen textilen Träger umfasst und einen flexiblen draht- und/oder fadenartigen elektrischen Leiter umfasst, wobei der Leiter an oder in dem textilen Träger angeordnet ist. From the DE 101 55 935 A1 For example, an intelligent label is known, which comprises a textile carrier and comprises a flexible wire and / or thread-like electrical conductor, wherein the conductor is arranged on or in the textile carrier.

Aus der DE 10 2011 106 648 A1 ist ein tragbarer Datenträger mit Antenne bekannt, wobei die Antenne durch Verbindung von Längsfäden und Querfäden eines elektrischen leitfähigen Gewebes hergestellt ist. From the DE 10 2011 106 648 A1 a portable data carrier with antenna is known, wherein the antenna is made by connecting longitudinal threads and transverse threads of an electrically conductive fabric.

Aus der DE 10 2008 036 101 A1 ist ein industriell gefertigtes textiles Material bekannt, das mindestens eine elektrisch leitende Struktur in Form mindestens einen Musters aufweist. From the DE 10 2008 036 101 A1 is an industrially manufactured textile material is known which has at least one electrically conductive structure in the form of at least one pattern.

Aus der DE 32 05 048 A1 ist eine Magnetspule bekannt, welche aus flachen, flexiblen Leiterlitzen besteht. From the DE 32 05 048 A1 is a solenoid known, which consists of flat, flexible conductor strands.

Aus der DE 196 15 647 C2 ist eine Spulenmatte zur Erzeugung eines flächenhaften Magnetfelds bekannt. From the DE 196 15 647 C2 For example, a coil mat for generating a planar magnetic field is known.

Aus der DE 10 2011 076 463 A1 ist ein Reparaturverfahren für ein Formteil aus einem Kunststoffmaterial bekannt, bei dem ein Reparaturelement aus dem Kunststoffmaterial auf einen beschädigten Bereich des Formteils aufgebracht und durch Einwirkung von Wärme mit diesem stoffschlüssig verbunden wird. Die Wärme wird mittels eines passiven Heizelements aus einem elektrisch leitenden Material erzeugt, indem das Heizelement mit einem magnetischen Wechselfeld beaufschlagt wird. From the DE 10 2011 076 463 A1 a repair method for a molded part made of a plastic material is known in which a repair element made of the plastic material is applied to a damaged region of the molded part and bonded by the action of heat with this. The heat is generated by means of a passive heating element of an electrically conductive material by the heating element is subjected to an alternating magnetic field.

Aus der EP 0 271 250 ist eine Induktionsheizspule bekannt. From the EP 0 271 250 An induction heating coil is known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktionsheizvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels welcher sich eine flächenhaft homogene Erwärmung von Bauteilen erreichen lässt. The invention has for its object to provide an induction heater of the type mentioned, by means of which can achieve a planar homogeneous heating of components.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Induktionsheizvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spulenvorrichtung eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen umfasst, welche in Reihen und Spalten angeordnet sind, und wobei die spiralförmigen Wicklungen so ausgebildet sind, dass bei Stromdurchfluss der spiralförmigen Wicklungen eine Stromrichtung in benachbarten Randwicklungsabschnitten von in einer Reihe oder Spalte benachbarten spiralförmigen Wicklungen mindestens näherungsweise gleich ist. This object is achieved according to the invention in the induction heating device mentioned above in that the coil device comprises a plurality of spiral windings, which are arranged in rows and columns, and wherein the spiral windings are formed so that when current flows through the spiral windings, a current direction in adjacent edge winding sections of spiral windings adjacent in a row or column is at least approximately equal.

Durch die entsprechende Ausbildung der spiralförmigen Wicklungen wird dafür gesorgt, dass am Zwischenbereich zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen keine gegenseitige Auslöschung von elektromagnetischen Feldern erfolgt. Durch die geometrische Anordnung von Windungen der spiralförmigen Wicklungen über entsprechende Anordnung und Ausbildung der Randwicklungsabschnitte ist dafür gesorgt, dass in diesem Zwischenbereich der Strom an benachbarten spiralförmigen Wicklungen in die gleiche Richtung fließt und dadurch eine Feldabschwächung vermieden wird. The corresponding design of the spiral windings ensures that there is no mutual extinction of electromagnetic fields at the intermediate region between adjacent spiral windings. Due to the geometric arrangement of turns of the spiral windings via corresponding arrangement and formation of the edge winding sections, it is ensured that in this intermediate region the current flows on adjacent spiral windings in the same direction, thereby avoiding field weakening.

Ein Randwicklungsabschnitt ist dabei ein Abschnitt einer äußeren Windung. An edge winding section is a section of an outer turn.

Beispielsweise tritt beim Vorsehen einer einzigen spiralförmigen Wicklung eine stark inhomogene Energiedichteverteilung auf. Durch das Vorsehen einer Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen mit der erfindungsgemäßen Ausbildung erhält man im Betrieb bei Stromdurchfluss eine Homogenisierung der Energiedichteverteilung, wodurch wiederum eine homogene Erwärmung von Bauteilen realisierbar ist. For example, in providing a single helical winding, a highly inhomogeneous energy density distribution occurs. By providing a plurality of spiral-shaped windings with the design according to the invention, a homogenization of the energy density distribution is obtained during operation when there is a flow of current, as a result of which homogeneous heating of components can again be achieved.

Bezogen auf die Fläche des Trägers, an welchem spiralförmige Wicklungen angeordnet sind, lässt sich dadurch eine homogene Erwärmung realisieren. Relative to the surface of the carrier, on which spiral windings are arranged, a homogeneous heating can be realized thereby.

Die spiralförmigen Wicklungen an dem Träger bilden gewissermaßen Inseln, wobei die Inseln so gewickelt sind, dass eine Feldauslöschung im Zwischenbereich zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen vermieden ist. The helical windings on the support effectively form islands, the islands being wound so as to avoid field extinction in the intermediate region between adjacent spiral windings.

Grundsätzlich lässt sich die entsprechende Induktionsheizvorrichtung bezüglich der Fläche beliebig erweitern. In principle, the corresponding induction heating device can be expanded as desired with respect to the surface.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine erste spiralförmige Wicklung einen ersten Randwicklungsabschnitt aufweist und eine zweite spiralförmige Wicklung einen zweiten Randwicklungsabschnitt aufweist, wobei die erste spiralförmig Wicklung und die zweite spiralförmige Wicklung benachbart sind und wobei der erste Randwicklungsabschnitt und der zweite Randwicklungsabschnitt benachbart sind, und wobei bei Stromfluss die Stromrichtung in dem ersten Randwicklungsabschnitt und dem zweiten Randwicklungsabschnitt mindestens näherungsweise gleich ist. Dadurch wird in dem Zwischenbereich zwischen der benachbarten ersten spiralförmigen Wicklung und der zweiten spiralförmigen Wicklung eine Feldauslöschung vermieden. Dies wiederum ermöglicht eine homogene Erwärmung eines Bauteils, welches mit der entsprechenden Induktionsheizvorrichtung beheizt wird. In particular, it is provided that a first helical winding has a first edge winding section and a second helical winding has a second edge winding section, the first helical winding and the second helical winding being adjacent and wherein the first edge winding section and the second edge winding section are adjacent, and wherein when current flow, the current direction in the first edge winding section and the second edge winding section is at least approximately equal. As a result, in the intermediate region between the adjacent first spiral winding and the second spiral winding field erasure is avoided. This in turn allows a homogeneous heating of a component, which is heated with the corresponding induction heating.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn bei Stromdurchfluss in benachbarten Randwicklungsabschnitten von benachbarten spiralförmigen Wicklungen sowohl in einer Reihe als auch in einer Spalte mindestens näherungsweise die gleiche Stromrichtung vorliegt. Dadurch wird in den Zwischenbereichen zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen auf einer zweidimensionalen Fläche eine Feldauslöschung in Zwischenbereichen vermieden. For the same reason, it is favorable if there is at least approximately the same current direction in the case of current flow in adjacent edge winding sections of adjacent spiral windings both in a row and in a column. As a result, field extinction in intermediate areas is avoided in the intermediate areas between adjacent spiral windings on a two-dimensional surface.

Es kann vorgesehen sein, dass benachbarte spiralförmige Wicklungen beabstandet sind oder einander überlappen, je nach Anwendungsfall. It may be provided that adjacent helical windings are spaced apart or overlap, depending on the application.

Wenn benachbarte spiralförmige Wicklungen beabstandet sind, dann sind auch entsprechende benachbarte Randwicklungsabschnitte beabstandet. Wenn benachbarte spiralförmige Wicklungen einander überlappen, dann kann es vorgesehen sein, dass benachbarte Randwicklungsabschnitte sich in einer Projektion auf den Träger kreuzen. If adjacent helical windings are spaced, then corresponding adjacent edge winding sections are also spaced. If adjacent helical windings overlap one another, then it can be provided that adjacent edge winding sections intersect in a projection onto the carrier.

Für eine homogene Energiedichteverteilung ist es günstig, wenn die spiralförmigen Wicklungen bezüglich der Spalten und Reihen in einem zweidimensionalen Gitter an dem Träger angeordnet sind. Dadurch lässt sich eine homogene Bedeckung des Trägers erreichen, wodurch wiederum eine homogene Energiedichteverteilung realisierbar ist. For a homogeneous energy density distribution, it is favorable if the spiral windings are arranged with respect to the columns and rows in a two-dimensional grid on the carrier. This makes it possible to achieve homogeneous coverage of the carrier, which in turn makes it possible to realize a homogeneous energy density distribution.

Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Gitter ein Rechteckgitter und vorteilhafterweise Quadratgitter ist, um eine homogene Energiedichteverteilung und dadurch homogene Erwärmbarkeit eines Bauteils zu erreichen. It is particularly advantageous if the grid is a rectangular grid and advantageously square grid in order to achieve a homogeneous energy density distribution and thereby homogeneous heatability of a component.

Günstig ist es, wenn spiralförmige Wicklungen mindestens eines gleichen Typs bezüglich einer äußeren Einhüllenden gleich ausgebildet sind. Dadurch lässt sich eine hohe Homogenität erreichen. It is favorable if helical windings of at least one identical type are of the same design with respect to an outer envelope. As a result, a high homogeneity can be achieved.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn spiralförmige Wicklungen mindestens eines gleichen Typs bezüglich der Anzahl an Windungen gleich ausgebildet sind. For the same reason, it is favorable if helical windings of at least one identical type with respect to the number of windings are identical.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn eine spiralförmige Wicklung mindestens zwei Windungen und insbesondere mindestens drei Windungen aufweist. It has proved favorable if a spiral-shaped winding has at least two turns and in particular at least three turns.

Es hat sich ebenfalls als günstig erwiesen, um eine gleichmäßige Erwärmbarkeit zu realisieren, wenn eine spiralförmige Wicklung höchstens acht Windungen und insbesondere höchstens sieben Windungen aufweist. It has also proved to be favorable to realize a uniform heatability when a spiral winding has at most eight turns and in particular at most seven turns.

Günstig ist es, wenn die Spulenvorrichtung einen ersten Typ von spiralförmigen Wicklungen umfasst, bei welchem Windungen von einer Ausgangsstelle weg nach außen mit zunehmendem Abstand von der Ausgangsstelle verlaufen, und einen zweiten Typ umfassen, bei welchem Windungen zu einer Ausgangsstelle hin von außen nach innen mit abnehmendem Abstand zu der Ausgangsstelle verlaufen. Die entsprechende Richtung (nach außen oder nach innen) kann dabei auf den Stromfluss bezogen werden. Durch das Vorsehen von zwei unterschiedlichen Typen an spiralförmigen Wicklungen kann auf einfache Weise realisiert werden, dass der Stromfluss in Randwicklungsabschnitten von benachbarten spiralförmigen Wicklungen näherungsweise die gleiche Richtung hat. It is favorable if the coil device comprises a first type of helical windings, in which windings run outwardly from an exit point with increasing distance from the starting point, and a second type, in which windings to a starting point from outside to inside decreasing distance to the exit point. The corresponding direction (outward or inward) can be related to the current flow. By providing two different types of spiral windings, it can be easily realized that the current flow in edge winding sections of adjacent spiral windings has approximately the same direction.

Es ist dann besonders vorteilhaft, wenn in den Reihen und Spalten spiralförmige Wicklungen vom ersten Typ und vom zweiten Typ alternierend angeordnet sind. Dadurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass sowohl in den Reihen als auch in den Spalten die Randwicklungsabschnitte von benachbarten spiralförmigen Wicklungen einen Strom mit mindestens näherungsweise der gleichen Stromrichtung tragen. Dadurch wiederum wird eine Feldauslöschung in den entsprechenden Bereichen vermieden. It is particularly advantageous if alternating helical windings of the first type and of the second type are arranged in the rows and columns. As a result, it can be achieved in a simple manner that both in the rows and in the columns the edge winding sections of adjacent spiral windings carry a current with at least approximately the same current direction. This in turn avoids field extinction in the corresponding areas.

Günstigerweise ist ein Drehsinn eines elektrischen Stroms innerhalb einer spiralförmigen Wicklung gleichsinnig und die Drehsinne in benachbarten spiralförmigen Wicklungen sind entgegengesetzt. Dadurch lässt es sich auf einfache Weise erreichen, dass benachbarte Randwicklungsabschnitte von benachbarten spiralförmigen Wicklungen Ströme tragen, deren Richtung mindestens näherungsweise gleich ist. Conveniently, a direction of rotation of an electric current within a spiral winding is in the same direction and the rotation sense in adjacent spiral windings are opposite. As a result, it can be achieved in a simple manner that adjacent edge winding sections of adjacent spiral windings carry currents whose direction is at least approximately the same.

Eine spiralförmige Wicklung zeichnet sich dadurch aus, dass ausgehend von einem Punkt (Ausgangsstelle) bzw. einer Achse der Abstand zunimmt oder abnimmt. Grundsätzlich kann diese Zunahme bzw. Abnahme monoton sein. Es ist auch möglich, dass die entsprechende spiralförmige Wicklung über mindestens näherungsweise gerade Windungsabschnitte gebildet ist. Dadurch ist die Zunahme bzw. die Abnahme nicht monoton, sondern es liegt nur abschnittsweise eine Zunahme bzw. Abnahme vor. Eine solche spiralförmige Wicklung mit geraden Windungsabschnitten lässt sich auf einfache Weise herstellen. A helical winding is characterized in that starting from a point (starting point) or an axis, the distance increases or decreases. In principle, this increase or decrease can be monotonous. It is also possible that the corresponding spiral-shaped winding is formed over at least approximately straight turn sections. As a result, the increase or the decrease is not monotonous, but there is only an incremental increase or decrease. Such a spiral winding with straight winding sections can be produced in a simple manner.

Es ist dann günstig, wenn benachbarte Randwicklungsabschnitte benachbarter spiralförmiger Wicklungen mindestens näherungsweise parallel zueinander orientiert sind. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise erreichen, dass in diesen benachbarten Randwicklungsabschnitten mindestens näherungsweise die gleiche Stromrichtung vorliegt. It is favorable if adjacent edge winding sections of adjacent spiral windings are oriented at least approximately parallel to one another. It can thereby be achieved in a simple manner that at least approximately the same current direction is present in these adjacent edge winding sections.

Es ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Insbesondere sind benachbarte spiralförmige Wicklungen elektrisch in Reihe geschaltet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise erreichen, dass der Stromfluss in benachbarten Randwicklungsabschnitten die gleiche Stromrichtung aufweist. It is envisaged that a plurality of spiral windings are electrically connected in series. In particular, adjacent helical windings are electrically connected in series. As a result, it can be achieved in a simple manner that the current flow in adjacent edge winding sections has the same current direction.

Beispielsweise sind die spiralförmigen Wicklungen in einer Reihe oder in einer Spalte elektrisch in Reihe geschaltet, und entsprechend sind dann Reihen oder Spalten spiralförmiger Wicklungen elektrisch in Reihe geschaltet. Es ergibt sich dadurch bezüglich einer Hauptstromrichtung ein mäanderförmiger Verlauf des Stromflusses. For example, the spiral windings in a row or in a column are electrically connected in series and, accordingly, rows or columns of spiral windings are electrically connected in series. This results in a meandering course of the current flow with respect to a main current direction.

Es kann vorgesehen sein, dass eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen innerhalb einer Reihe oder Spalte über Randwicklungsabschnitte erfolgt, oder über eine Verbindung zwischen Ausgangsstellen für Windung einer spiralförmigen Wicklung erfolgt. Es ist dadurch möglich, spiralförmige Wicklungen mit einer "Einwärtsorientierung" und einer "Auswärtsorientierung" zu verbinden. Dies wiederum ermöglicht unterschiedliche Drehsinne für den Stromfluss innerhalb benachbarter spiralförmiger Wicklungen. Dadurch wiederum ist es auf einfache Weise möglich, in benachbarten Randwicklungsabschnitten benachbarter spiralförmiger Wicklungen mindestens näherungsweise die gleiche Stromrichtung zu realisieren. It can be provided that an electrical connection between adjacent helical windings takes place within a row or column over edge winding sections, or takes place via a connection between starting points for winding a helical winding. It is thereby possible to connect spiral windings with an "inward orientation" and an "outward orientation". This in turn allows different rotational senses for the flow of current within adjacent spiral windings. In turn, this makes it possible in a simple manner to realize at least approximately the same current direction in adjacent edge winding sections of adjacent spiral windings.

Insbesondere erfolgt innerhalb einer Reihe oder einer Spalte die elektrische Verbindung zwischen Randwicklungsabschnitten und Ausgangsstellen alternierend. Dadurch lässt sich ein alternierender Drehsinn für den Strom erreichen. Es wird dadurch eine homogene Energiedichte realisiert. In particular, within a row or a column, the electrical connection between edge winding sections and exit points alternates. As a result, an alternating direction of rotation for the current can be achieved. It is realized by a homogeneous energy density.

Günstigerweise erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten Reihen oder Spalten über einen Randwicklungsabschnitt und eine Ausgangsstelle für Windungen benachbarter spiralförmiger Wicklungen. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten Reihen bzw. Spalten erreichen. Conveniently, an electrical connection is made between adjacent rows or columns via an edge winding section and an exit point for turns of adjacent spiral windings. As a result, an electrical connection between adjacent rows or columns can be achieved in a simple manner.

Günstig ist es, wenn die spiralförmigen Wicklungen als Flachspulen ausgebildet sind. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Flächeninduktionsheizvorrichtung realisieren. It is favorable if the spiral-shaped windings are designed as flat coils. As a result, a surface induction heating device can be realized in a simple manner.

Bei einem Ausführungsbeispiel sind die spiralförmigen Wicklungen durch mindestens eine Hochfrequenzlitze gebildet. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise eine Spulenvorrichtung realisieren, welche an einem Träger angeordnet ist. In one embodiment, the spiral windings are formed by at least one high-frequency strand. It can be realized in a simple manner, a coil device which is arranged on a support.

Günstig ist es, wenn die mindestens eine Hochfrequenzlitze über einen oder mehrere Haltefäden an dem Träger gehalten ist. Die mindestens eine Hochfrequenzlitze lässt sich dadurch in der entsprechenden Form gelegt auf einfache Weise an dem Träger fixieren. Es lässt sich dadurch ein flexibler Träger mit flexibler Hochfrequenzlitze realisieren. Es lässt sich eine Induktionsheizvorrichtung insbesondere als Flächenheizvorrichtung realisieren, welche biegeflexibel ist. Dadurch können beispielsweise gekrümmte Bauteile geheizt werden bzw. eine entsprechende Induktionsheizvorrichtung lässt sich in ein gekrümmtes Werkzeug integrieren. Es wird in diesem Zusammenhang auf die DE 10 2013 111 266.8 vom 11. Oktober 2013 vollinhaltlich Bezug genommen. It is advantageous if the at least one high-frequency strand is held on the carrier via one or more holding threads. The at least one high-frequency strand can thus be fixed in the appropriate form in a simple manner to fix the carrier. It can thereby realize a flexible carrier with flexible high-frequency strand. An induction heating device can be realized, in particular, as a surface heating device which is flexurally flexible. As a result, for example, curved components can be heated or a corresponding induction heating device can be integrated into a curved tool. It is in this context on the DE 10 2013 111 266.8 of October 11, 2013, incorporated by reference.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Träger ein Maschennetz ist und die mindestens eine Hochfrequenzlitze mit dem Maschennetz vernäht ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Hochfrequenzlitze in einer definierten geometrischen Lage mit den spiralförmigen Wicklungen mit dem Träger verbinden. In particular, it is provided that the carrier is a mesh and the at least one high-frequency strand is sewn to the mesh. This makes it easy to connect a high-frequency strand in a defined geometric position with the spiral windings with the carrier.

Günstig ist es, wenn der Träger ein textiles Gebilde ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine biegeflexible Ausbildung realisieren. It is favorable if the carrier is a textile structure. As a result, a bending flexible training can be realized in a simple manner.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen: The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings for further explanation of the invention. Show it:

1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung; 1 a plan view of an embodiment of an induction heating device according to the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Spulenvorrichtung der Induktionsheizvorrichtung gemäß 1, wobei die Richtung A in 2 der Richtung A gemäß 1 entspricht; 2 a schematic representation of a coil device of the induction heater according to 1 , wherein the direction A in 2 the direction A according to 1 corresponds;

3 die Drehsinne von elektrischen Strömen in spiralförmigen Wicklungen an der Spulenvorrichtung gemäß 2; 3 the rotation sense of electric currents in spiral windings on the coil device according to 2 ;

4 eine thermografische Aufnahme eines Metallblechs, welches mit der Induktionsheizvorrichtung gemäß 1 erhitzt wurde; 4 a thermographic recording of a metal sheet, which with the induction heating according to 1 was heated;

5(a) ein erstes Ausführungsbeispiel der Anordnung von benachbarten spiralförmigen Wicklungen (ohne Überlappung von Randwicklungsabschnitten); und 5 (a) a first embodiment of the arrangement of adjacent spiral windings (without overlapping edge winding sections); and

5(b) ein zweites Ausführungsbeispiel der Anordnung von benachbarten spiralförmigen Wicklungen (mit Überlappung von Randwicklungsabschnitten). 5 (b) a second embodiment of the arrangement of adjacent spiral windings (with overlap of edge winding sections).

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung, welches in 1 in einer Draufsicht gezeigt ist und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen Träger 12. Dieser Träger 12 ist als Maschennetz ausgebildet. An embodiment of an induction heating device according to the invention, which in 1 is shown in a plan view and there with 10 is designated comprises a carrier 12 , This carrier 12 is designed as a mesh network.

Das Maschennetz ist beispielsweise ein textiles Gebilde, wie ein Gewebe oder Gewirke. The mesh is, for example, a textile structure, such as a woven or knitted fabric.

Das Maschennetz umfasst Maschen mit Stegen, welche insbesondere rechteckförmig oder quadratisch sind. Die Stege sind beispielsweise durch ein Fadenmaterial hergestellt. The mesh network comprises meshes with webs, which are in particular rectangular or square. The webs are made for example by a thread material.

Der Träger 12 mit dem Maschennetz ist als Ganzes biegbar. The carrier 12 with the mesh net is bendable as a whole.

An dem Träger 12 ist eine Spulenvorrichtung 14 angeordnet. Die Spulenvorrichtung ist durch eine stromtragende Hochfrequenzlitze 16 gebildet. On the carrier 12 is a coil device 14 arranged. The coil device is characterized by a current-carrying high-frequency strand 16 educated.

Die Hochfrequenzlitze 16 dient zum Tragen eines hochfrequenten Wechselstroms. Die Hochfrequenzlitze 16 ist ein Drahtbündel von Einzeldrähten, welche jeweils durch eine Isolierung gegeneinander elektrisch isoliert sind. Es lässt sich dadurch effektiv eine Vergrößerung des am Stromfluss beteiligten Querschnitts im Vergleich zu einem Volldraht erreichen, wobei der Einfluss des Skin-Effekts reduziert ist. Ferner wird die Ladungsträger-Verdrängung an eine Seite des entsprechenden Leiters durch das Magnetfeld einer daraus hergestellten Spule verringert (Proximity-Effekt). The high-frequency strand 16 serves to carry a high frequency alternating current. The high-frequency strand 16 is a wire bundle of individual wires, which are each electrically insulated from each other by insulation. It can thereby effectively achieve an increase in the cross-section of the current flow compared to a solid wire, whereby the influence of the skin effect is reduced. Further, the carrier displacement is reduced to one side of the corresponding conductor by the magnetic field of a coil made therefrom (proximity effect).

Das Drahtbündel ist bei einer Ausführungsform in einer Umhüllung 18 angeordnet, welche insbesondere mehrlagig ist. The wire bundle is in one embodiment in a wrapper 18 arranged, which is in particular multi-layered.

Bezüglich weiterer Details der Ausbildung der Hochfrequenzlitze 16 wird auf die deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2013 111 266.8 vom 11. Oktober 2013 des gleichen Anmelders verwiesen. Auf diese Anmeldung wird ausdrücklich und vollinhaltlich Bezug genommen. For further details of the design of the high frequency strand 16 will be on the German Patent Application No. 10 2013 111 266.8 of October 11, 2013, by the same Applicant. This application is expressly and fully incorporated by reference.

Der Spulenvorrichtung 14 ist eine Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 (vergleiche 2) zugeordnet. Die Einzeldrähte des Drahtbündels der Hochfrequenzlitze 16 sind beim Betrieb der Induktionsheizvorrichtung 10 mit entsprechenden Anschlüssen 22a, 22b der Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 elektrisch wirksam verbunden. The coil device 14 is a high frequency source device 20 (see 2 ). The individual wires of the wire bundle of high-frequency stranded wire 16 are in operation of the induction heater 10 with appropriate connections 22a . 22b the high frequency source device 20 electrically connected.

Die Hochfrequenzlitze 16 weist dazu an einem ersten Ende einen Anschluss 24 und an einem zweiten Ende einen Anschluss 26 auf. The high-frequency strand 16 has a connection at a first end 24 and a connection at a second end 26 on.

Die Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 dient zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfelds, mit welchem die Hochfrequenzlitze 16 beaufschlagt wird. Die Frequenz liegt bei mindestens 20 kHz und liegt typischerweise bei ca. 150 kHz. The high frequency source device 20 serves to generate a high-frequency alternating electromagnetic field, with which the high-frequency strand 16 is charged. The frequency is at least 20 kHz and is typically about 150 kHz.

Die Hochfrequenzquelleneinrichtung 20 umfasst eine elektronische Schalteinrichtung zur Erzeugung des entsprechenden Wechselfelds, wenn die primäre elektrische Quelle eine Gleichstromquelle ist. The high frequency source device 20 includes an electronic switching device for generating the corresponding alternating field when the primary electrical source is a DC power source.

Die Hochfrequenzlitze 16 ist ein linearbiegeflexibles Kabel. The high-frequency strand 16 is a linear bend flexible cable.

Die Spulenvorrichtung 14 umfasst eine Mehrzahl von spiralförmigen Wicklungen 28. Diese spiralförmigen Wicklungen 28 sind an dem Träger 12 in Reihen 30 und Spalten 32 angeordnet. Zur Ausbildung einer Flächeninduktionsheizvorrichtung 10 sind die spiralförmigen Wicklungen 28 an dem Träger 12 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die spiralförmigen Wicklungen 28 sind an der Hochfrequenzlitze 16 ausgebildet. The coil device 14 includes a plurality of spiral windings 28 , These spiral windings 28 are on the carrier 12 in rows 30 and columns 32 arranged. To form a Flächeninduktionsheizvorrichtung 10 are the spiral windings 28 on the carrier 12 arranged evenly distributed. The spiral windings 28 are at the high frequency strand 16 educated.

Insbesondere sind die spiralförmigen Wicklungen 28 durch die Reihen 30 und Spalten 32 an dem Träger 12 in einem zweidimensionalen Gitter angeordnet. Dieses zweidimensionale Gitter ist insbesondere ein Rechteckgitter und vorzugsweise ein Quadratgitter. In particular, the spiral windings 28 through the ranks 30 and columns 32 on the carrier 12 arranged in a two-dimensional grid. This two-dimensional lattice is in particular a rectangular lattice and preferably a square lattice.

Eine jeweilige spiralförmige Wicklung 28 weist eine Mehrzahl von Windungen 34 auf, welche auf eine Ausgangsstelle 36 bezogen sind. Eine Ausgangsstelle 36 liegt auf einer Windungsachse der Windungen 34 der spiralförmigen Wicklung 28. Die Windungsachse ist senkrecht zum Träger 12 orientiert. Die Spirale einer spiralförmigen Wicklung 28 ist als Kurve definiert, welche sich von der Ausgangsstelle 36 bzw. der Windungsachse entfernt bzw. annähert. Die Entfernung kann dabei monoton zunehmend sein bzw. die Annäherung kann monoton abnehmend sein, oder sie kann abschnittsweise zunehmend bzw. abnehmend sein. A respective spiral winding 28 has a plurality of turns 34 which is on a starting point 36 are related. A starting point 36 lies on a winding axis of the turns 34 the spiral winding 28 , The winding axis is perpendicular to the carrier 12 oriented. The spiral of a spiral winding 28 is defined as a curve extending from the exit point 36 or the winding axis removes or approaches. The distance can be monotonically increasing or the approach can be monotonically decreasing, or it can be increasing or decreasing in sections.

Die Anordnung der spiralförmigen Wicklungen 28 an dem Träger 12 bestimmt die Temperaturverteilung an einem zu erwärmenden Gegenstand. The arrangement of spiral windings 28 on the carrier 12 determines the temperature distribution on an object to be heated.

Erfindungsgemäß ist die Spulenvorrichtung 14 so ausgebildet, dass über die Fläche der Spulenvorrichtung 14 eine homogene Feldverteilung erreicht wird und insbesondere im Bereich zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen 28 eine "Feldauslöschung" der erzeugten magnetischen Felder vermieden wird. According to the invention, the coil device 14 designed so that over the surface of the coil device 14 a homogeneous field distribution is achieved and in particular in the area between adjacent spiral windings 28 a "field erasure" of the generated magnetic fields is avoided.

Bei Stromdurchfluss einer spiralförmigen Wicklung 28 ist innerhalb einer spiralförmigen Wicklung 28 der Drehsinn des durchfließenden Stroms gleichsinnig. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass sowohl für Reihen 30 als auch für Spalten 32 der Drehsinn für den Stromdurchfluss in benachbarten spiralförmigen Wicklungen 38a, 38b bzw. 40a, 40b entgegengerichtet ist. Dadurch lässt sich die beschriebene Auslöschung des elektromagnetischen Felds vermeiden. At current flow of a spiral winding 28 is inside a spiral winding 28 the direction of rotation of the current flowing in the same direction. According to the invention, it is provided that both for rows 30 as well as for columns 32 the direction of rotation for the flow of current in adjacent spiral windings 38a . 38b respectively. 40a . 40b is opposite. As a result, the described extinction of the electromagnetic field can be avoided.

Die spiralförmigen Wicklungen 28 der Spulenvorrichtung 14 sind elektrisch in Reihe geschaltet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel (1 bis 3) sind die spiralförmigen Wicklungen 28 in einer Reihe 30 hintereinander seriell geschaltet. Die entsprechenden Reihen 30 sind wiederum seriell geschaltet. The spiral windings 28 the coil device 14 are electrically connected in series. In the embodiment shown ( 1 to 3 ) are the spiral windings 28 in a row 30 serially connected in series. The corresponding rows 30 are in turn connected in series.

Die Spulenvorrichtung 14 umfasst zwei Typen an spiralförmigen Wicklungen 28, nämlich einen ersten Typ, bei dem entsprechende Windungen 34 von der jeweiligen Ausgangsstelle 36 nach außen mit zunehmendem Abstand (zumindest abschnittsweise) von der Ausgangsstelle 36 verlaufen. In 2 sind die spiralförmigen Wicklungen 38a und 40a vom ersten Typ. The coil device 14 includes two types of spiral windings 28 , namely a first type, with the corresponding turns 34 from the respective exit point 36 outward with increasing distance (at least in sections) from the exit point 36 run. In 2 are the spiral windings 38a and 40a of the first type.

Bei den spiralförmigen Wicklungen 28 eines zweiten Typs laufen die entsprechenden Windungen 34 zu der Ausgangsstelle 36 von außen nach innen mit abnehmendem Abstand (zumindest abschnittsweise) von der Ausgangsstelle 36. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die spiralförmigen Wicklungen 38b und 40b vom zweiten Typ. In the spiral windings 28 of a second type, the corresponding turns run 34 to the exit point 36 from outside to inside with decreasing distance (at least in sections) from the exit point 36 , In the embodiment according to 2 are the spiral windings 38b and 40b of the second type.

Die entsprechende Windungsrichtung des ersten Typs und des zweiten Typs ist dabei bezogen auf den entsprechenden Stromfluss. The corresponding winding direction of the first type and the second type is based on the corresponding current flow.

In einer Reihe 30 sind die spiralförmigen Windungen 28 vom ersten Typ und zweiten Typ alternierend angeordnet. In a row 30 are the spiral turns 28 arranged alternately of the first type and second type.

Innerhalb einer Spalte 32 sind die spiralförmigen Wicklungen 28 vom ersten Typ und zweiten Typ ebenfalls alternierend angeordnet. Within a column 32 are the spiral windings 28 also arranged alternately of the first type and second type.

Es ergibt sich dadurch sowohl innerhalb einer Reihe 30 als auch innerhalb einer Spalte 32 bezüglich benachbarter spiralförmiger Wicklungen 28 bei Stromdurchfluss alternierend ein entgegengesetzter Drehsinn für den Strom. This results in both within a row 30 as well as within a column 32 with respect to adjacent spiral windings 28 when current flow alternately an opposite direction of rotation for the current.

Die jeweiligen spiralförmigen Wicklungen 28 weisen benachbarten spiralförmigen Wicklungen hin Randwicklungsabschnitte auf. Beispielsweise hat die spiralförmige Wicklung 38a einen Randwicklungsabschnitt 42a, welcher einen entsprechenden Randwicklungsabschnitt 42b der spiralförmigen Wicklung 38b benachbart ist. The respective spiral windings 28 have adjacent spiral-shaped windings on edge winding sections. For example, the spiral winding has 38a an edge winding section 42a which has a corresponding edge winding section 42b the spiral winding 38b is adjacent.

Die Randwicklungsabschnitte 42a und 42b sind dabei so angeordnet, dass bei Stromdurchfluss der Spulenvorrichtung 14 die Stromrichtung in ihnen mindestens näherungsweise gleich ist. The edge winding sections 42a and 42b are arranged so that at current flow of the coil device 14 the current direction in them is at least approximately equal.

Dadurch wird in dem entsprechenden Bereich eine "Auslöschung" der entstehenden elektromagnetischen Felder verhindert. As a result, an "extinction" of the resulting electromagnetic fields is prevented in the corresponding area.

Entsprechend sind auch Randwicklungsabschnitte 44a, 44b von in einer Spalte 32 benachbarten spiralförmigen Wicklungen 40a, 40b so angeordnet, dass der Stromfluss in ihnen mindestens näherungsweise in gleicher Richtung erfolgt. Corresponding are also edge winding sections 44a . 44b from in a column 32 adjacent spiral windings 40a . 40b arranged so that the current flow takes place in them at least approximately in the same direction.

Die Anordnung der Randwicklungsabschnitte 42a, 42b, 44a, 44b wird durch entsprechende Anordnung von spiralförmigen Wicklungen 28 des ersten Typs und des zweiten Typs erreicht, welche sowohl in den Reihen 30 als auch in den Spalten 32 alternierend ist. The arrangement of the edge winding sections 42a . 42b . 44a . 44b is achieved by appropriate arrangement of spiral windings 28 of the first type and of the second type achieved in both the rows 30 as well as in the columns 32 is alternating.

Zur Herstellung der Reihenschaltung der spiralförmigen Wicklung 28 sind innerhalb einer Reihe 30 benachbarte spiralförmige Wicklungen 28 elektrisch miteinander verbunden. Innerhalb einer Reihe 30 ist ein erster Verbindungstyp 46 vorgesehen, bei welchem Ausgangsstellen 36 benachbarter spiralförmiger Wicklungen 28 miteinander verbunden sind (durch einen entsprechenden Abschnitt 48 der Hochfrequenzlitze 16). For producing the series connection of the spiral winding 28 are within a row 30 adjacent spiral windings 28 electrically connected to each other. Within a row 30 is a first connection type 46 provided at which starting points 36 adjacent spiral windings 28 interconnected (by a corresponding section 48 the high frequency strand 16 ).

Bei einem zweiten Verbindungstyp 50 erfolgt die Verbindung zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen 28 über einen Randwicklungsabschnitt 52. For a second connection type 50 the connection between adjacent spiral windings takes place 28 over an edge winding section 52 ,

Innerhalb einer Reihe 30 folgen der erste Verbindungstyp 46 und der zweite Verbindungstyp 50 zwischen benachbarten spiralförmigen Wicklungen 28 alternierend aufeinander. Within a row 30 follow the first connection type 46 and the second connection type 50 between adjacent spiral windings 28 alternately on each other.

Zur elektrischen Verbindung zwischen benachbarten Reihen 30 ist ein dritter elektrischer Verbindungstyp 54 vorgesehen. Bei diesem erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen einer Ausgangsstelle 36 und einem Randwicklungsabschnitt 56. For electrical connection between adjacent rows 30 is a third type of electrical connection 54 intended. This takes place an electrical connection between an exit point 36 and an edge winding section 56 ,

Die spiralförmigen Wicklungen 28 sind als Flachspulen an dem Träger 12 durch entsprechende "Legung" der Hochfrequenzlitze 16 angeordnet. The spiral windings 28 are as flat coils on the carrier 12 by appropriate "laying" the high-frequency strand 16 arranged.

Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die spiralförmigen Wicklungen 28 (1 bis 3) gerade Abschnitte 58 auf. Dadurch ist die spiralförmige Wicklung 28 keine solche, welche sich monoton zunehmend von der entsprechenden Ausgangsstelle 36 entfernt bzw. monoton abnehmend annähert. Bezogen auf diese Abschnitte liegt jedoch eine abschnittsweise Entfernung bzw. Annäherung zu der entsprechenden Ausgangsstelle 36 vor. In one embodiment, the helical windings 28 ( 1 to 3 ) straight sections 58 on. This is the spiral winding 28 no such, which are monotonically increasing from the corresponding starting point 36 decreases or monotonically decreasing approximates. With reference to these sections, however, there is a section-wise removal or approach to the corresponding exit point 36 in front.

Bei dem Ausführungsbeispiel von spiralförmigen Wicklungen 28 mit geraden Abschnitten 58 sind vorzugsweise benachbarte Randwicklungsabschnitte 42a, 42b bzw. 44a, 44b parallel zueinander orientiert. Dadurch ergibt sich eine parallele Stromrichtung dort. In the embodiment of spiral windings 28 with straight sections 58 are preferably adjacent edge winding sections 42a . 42b respectively. 44a . 44b oriented parallel to each other. This results in a parallel current direction there.

Es ist grundsätzlich möglich (5(a)), dass benachbarte spiralförmige Wicklungen 60a, 60b beabstandet zueinander sind und ihre entsprechenden benachbarten Randwicklungsabschnitte 62a, 62b beabstandet zueinander sind. It is possible in principle ( 5 (a) ) that adjacent spiral windings 60a . 60b spaced from each other and their respective adjacent edge winding sections 62a . 62b spaced from each other.

Die spiralförmigen Wicklungen 28 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 sind so angeordnet. The spiral windings 28 according to the embodiment of the 1 to 3 are arranged like this.

Es ist auch möglich (vergleiche 5(b)), dass benachbarte spiralförmige Wicklungen 64a, 64b einander überlappen und dadurch Windungen übereinander liegen. (Die Hochfrequenzlitze 16 ist nach außen isoliert.) It is also possible (compare 5 (b) ) that adjacent spiral windings 64a . 64b overlap each other and thereby turns over each other. (The high-frequency strand 16 is isolated to the outside.)

Es ist dabei möglich, dass Randwicklungsabschnitte 66a, 66b, welche benachbart sind, einander (in der Projektion auf den Träger 12) überkreuzen. It is possible that edge winding sections 66a . 66b which are adjacent to each other (in the projection on the carrier 12 ).

Jede spiralförmige Wicklung 28 der Spulenvorrichtung 14 weist eine Mehrzahl von Windungen 34 auf. Vorzugsweise weist jede spiralförmige Wicklung 28 mindestens zwei und vorzugsweise mindestens drei Windungen 34 auf. Es ist ferner günstig, wenn jede spiralförmige Wicklung 28 höchstens acht und vorzugsweise höchstens sieben Windungen 34 aufweist. Every spiral winding 28 the coil device 14 has a plurality of turns 34 on. Preferably, each spiral winding 28 at least two and preferably at least three turns 34 on. It is also advantageous if each helical winding 28 no more than eight and preferably no more than seven turns 34 having.

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die spiralförmigen Wicklungen 28 zumindest des gleichen Typs gleich ausgebildet sind bezüglich Windungszahl und äußerer Einhüllendenfläche. Basically, it is advantageous if the spiral windings 28 at least of the same type are formed equal in terms of number of turns and outer envelope surface.

Das Maschennetz hat eine erste Seite 68 und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite. Die Hochfrequenzlitze 16 ist vorzugsweise ausschließlich oder zum größten Teil an der ersten Seite 68 angeordnet. The mesh has a first page 68 and a second side opposite the first side. The high-frequency strand 16 is preferably exclusively or for the most part on the first page 68 arranged.

Die entsprechenden Windungsachsen der spiralförmigen Wicklungen 28 liegen quer und insbesondere senkrecht zu dem Träger 12. The corresponding winding axes of the spiral windings 28 lie transversely and in particular perpendicular to the carrier 12 ,

Die Hochfrequenzlitze 16 ist über einen oder mehrere Haltefäden 70 an dem Träger 12 fixiert und insbesondere mit diesem vernäht. Durch diese Fixierung über Haltefäden 70 wird auch die Windungsstruktur der Spulenvorrichtung 14 an dem Träger 12 hergestellt. The high-frequency strand 16 is over one or more tethers 70 on the carrier 12 fixed and sewn in particular with this. Through this fixation on retaining threads 70 also becomes the winding structure of the coil device 14 on the carrier 12 produced.

Bezüglich der Fixierung über Haltefäden 70 der Spulenvorrichtung 14 an dem Maschennetz des Trägers 12 wird auf die deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2013 111 266.8 vom 11. Oktober 2013 des gleichen Anmelders verwiesen. Regarding fixation via retaining threads 70 the coil device 14 on the mesh of the carrier 12 will be on the German Patent Application No. 10 2013 111 266.8 of October 11, 2013, by the same Applicant.

Es kann vorgesehen sein, dass der Spulenvorrichtung 14 eine Magnetflusskonzentratorlage zugeordnet ist, welche insbesondere an derjenigen Seite des Trägers 12 angeordnet ist, welche abgewandt zu der ersten Seite 68 ist. Eine solche Magnetflusskonzentratorlage, welche aus einem Material mit entsprechender magnetischer Permeabilität hergestellt ist, dient dazu, den Magnetfluss, welcher beim Betrieb der Spulenvorrichtung 14 erzeugt wird, in ein Vorfeld vor der ersten Seite 68 zu konzentrieren. It can be provided that the coil device 14 a magnetic flux concentrator layer is associated, which in particular on that side of the carrier 12 is arranged, which faces away from the first page 68 is. Such a magnetic flux concentrator layer, which is made of a material having a corresponding magnetic permeability, serves to control the magnetic flux which is generated during operation of the coil device 14 is generated, in an apron in front of the first page 68 to concentrate.

Es können ferner äußere elektrische Isolatorlagen vorgesehen werden, zwischen welchen dann der Träger 12 mit daran fixierter Spulenvorrichtung 14 und gegebenenfalls die Magnetflusskonzentratorlage angeordnet ist. Solche äußeren elektrischen Isolierlagen sind beispielsweise aus einem Silikonmaterial hergestellt. It may also be provided external electrical insulator layers, between which then the carrier 12 with coil device fixed thereto 14 and optionally the magnetic flux concentrator layer is arranged. Such outer electrical insulating layers are made, for example, of a silicone material.

Die äußeren elektrischen Isolierlagen bzw. die Magnetflusskonzentratorlage sind flexibel ausgestaltet. The outer electrical insulating layers or the magnetic flux concentrator layer are configured flexibly.

Der Träger 12 ist biegsam. Die Hochfrequenzlitze 16 ist mit dem Träger 12 biegbar. Die Verbindung der Hochfrequenzlitze 16 mit dem Träger 12 über den oder die Haltefäden 70 ermöglicht die Biegbarkeit. The carrier 12 is flexible. The high-frequency strand 16 is with the carrier 12 bendable. The connection of the high-frequency strand 16 with the carrier 12 over the or the retaining threads 70 allows flexibility.

Die Induktionsheizvorrichtung 10 kann in unterschiedliche geometrische Formen gebracht werden. Es ist beispielsweise eine einfache Krümmung oder mehrfache Krümmung möglich. The induction heater 10 can be brought into different geometric shapes. For example, a simple curvature or multiple curvature is possible.

Die Induktionsheizvorrichtung ist als Flächeninduktionsheizvorrichtung ausgebildet, bei welcher durch die Anordnung der spiralförmigen Wicklungen 28 Bereiche mit sich gegenseitig auslöschenden elektromagnetischen Feldern vermieden sind. Dadurch lässt sich bei hoher Flexibilität eine homogene Erwärmung erreichen. The induction heating device is designed as a surface induction heating device in which by the arrangement of the spiral windings 28 Avoid areas with mutually extinguishing electromagnetic fields. As a result, homogeneous heating can be achieved with high flexibility.

Die spiralförmigen Wicklungen 28 auf dem Träger 12 bilden felderzeugende Inseln. Durch die entsprechende Ausbildung der Inseln lässt sich grundsätzlich die "Heizfläche" beliebig erweitern bzw. es lässt sich eine Größenanpassung durchführen. Dies wird dann durch entsprechende "Legung" der Hochfrequenzlitze 16 an dem Träger 12 erreicht. The spiral windings 28 on the carrier 12 form field-forming islands. Due to the appropriate design of the islands, the "heating surface" can in principle be extended as desired or a size adaptation can be carried out. This is then done by appropriate "laying" the high-frequency strand 16 on the carrier 12 reached.

In 4 ist eine thermografische Aufnahme einer Metallplatte 72 gezeigt, welche mit der Induktionsheizvorrichtung 10 gemäß 1 erwärmt wurde. Die in der Figur sichtbaren hellen Bereiche 74 sind gegenüber den dunkleren Bereichen kühlere Bereiche. Man erkennt die relativ hohe Homogenität bezüglich der Temperaturverteilung auf der Metallplatte 72. In 4 is a thermographic image of a metal plate 72 shown which with the induction heater 10 according to 1 was heated. The visible in the figure bright areas 74 are cooler areas than the darker areas. One recognizes the relatively high homogeneity with respect to the temperature distribution on the metal plate 72 ,

Erfindungsgemäß wird eine Spulenvorrichtung 14 bereitgestellt, bei welcher aufgrund der Vermeidung von sich gegenseitig auslöschenden Feldern eine Energiedichteverteilung hoher Homogenität bereitstellbar ist. Es lassen sich dadurch homogene Erwärmungen erreichen. According to the invention, a coil device 14 provided in which due to the avoidance of mutually canceling fields, an energy density distribution of high homogeneity can be provided. It can be achieved by homogeneous heating.

Solche homogenen Erwärmungen können aufgrund der Biegbarkeit des Trägers 12 auch an gekrümmten Werkstücken erreicht werden. Such homogeneous heats may be due to the flexibility of the wearer 12 also be achieved on curved workpieces.

Eine erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung 10 lässt sich beispielsweise im Zusammenhang mit der Reparatur von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen einsetzen. Beispielsweise können durch eine erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung 10 auch Werkzeuge zur Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen geheizt werden. Ferner können Werkzeuge zum Fügen von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen geheizt werden. An induction heating device according to the invention 10 can be used, for example, in connection with the repair of fiber composite components. For example, by an induction heating device according to the invention 10 also tools for the production of fiber composite components are heated. Furthermore, tools for joining fiber composite components can be heated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Induktionsheizvorrichtung induction heating
1212: Träger carrier
1414: Spulenvorrichtung coil device
1616: Hochfrequenzlitze litz
1818: Umhüllung wrapping
2020: Hochfrequenzquelleneinrichtung RF source means
22a22a: Anschluss connection
22b22b: Anschluss connection
2424: Anschluss connection
2626: Anschluss connection
2828: Spiralförmige Wicklung Spiral winding
3030: Reihe line
3232: Spalte column
3434: Windung convolution
3636: Ausgangsstelle exit point
38a38a: Spiralförmige Wicklung Spiral winding
38b38b: Spiralförmige Wicklung Spiral winding
40a40a: Spiralförmige Wicklung Spiral winding
40b40b: Spiralförmige Wicklung Spiral winding
42a42a: Randwicklungsabschnitt Rand winding section
42b42b: Randwicklungsabschnitt Rand winding section
44a44a: Randwicklungsabschnitt Rand winding section
44b44b: Randwicklungsabschnitt Rand winding section
4646: Erster Verbindungstyp First connection type
4848: Abschnitt section
5050: Zweiter Verbindungstyp Second connection type
5252: Randwicklungsabschnitt Rand winding section
5454: Dritter elektrischer Verbindungstyp Third electrical connection type
5656: Randwicklungsabschnitt Rand winding section
5858: Gerader Abschnitt Straight section
60a60a: Spiralförmige Wicklungen Spiral windings
60b60b: Spiralförmige Wicklungen Spiral windings
62a62a: Randwicklungsabschnitte Rand winding sections
62b62b: Randwicklungsabschnitte Rand winding sections
64a64a: Spiralförmige Wicklungen Spiral windings
64b64b: Spiralförmige Wicklungen Spiral windings
66a66a: Randwicklungsabschnitte Rand winding sections
66b66b: Randwicklungsabschnitte Rand winding sections
6868: Erste Seite First page
7070: Haltefaden tether
7272: Metallplatte metal plate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 102011076463 A1 [0009]
EP 0271250 [0010]

Claims

Induction heating device comprising a support ( 12 ) and a coil device ( 14 ), which on the carrier ( 12 ), wherein the coil device ( 14 ) a plurality of spiral windings ( 28 ), which in rows ( 30 ) and columns ( 32 ) are arranged, and wherein the spiral windings ( 28 ) are formed so that at current flow of the spiral windings ( 28 ) a current direction in adjacent edge winding sections ( 42a . 42b ; 44a . 44b ) of in a row ( 30 ) or column ( 32 ) adjacent spiral windings ( 38a . 38b ; 40a . 40b ) is at least approximately equal.

Induction heating device according to claim 1, characterized in that a first spiral winding ( 38a ; 40a ) a first edge winding section ( 42a ; 44a ) and a second spiral winding ( 38b ; 40b ) a second edge winding section ( 42b ; 44b ), wherein the first spiral winding ( 38a ; 40a ) and the second spiral winding ( 38b ; 40b ) are adjacent and wherein the first edge winding section ( 42a ; 44a ) and the second edge winding section ( 42b ; 44b ) and in the case of current flow, the current direction in the first edge winding section (FIG. 42a ; 44a ) and the second edge winding section (FIG. 42b ; 44b ) is at least approximately equal.

Induction heater according to claim 1 or 2, characterized in that when current flows through in adjacent edge winding sections ( 42a . 42b ; 44a . 44b ) of adjacent spiral windings ( 38a . 38b ; 40a . 40b ) both in a row ( 30 ) as well as in a column ( 32 ) is at least approximately the same current direction.

Induction heater according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent spiral windings ( 60a . 60b ; 64a . 64b ) are spaced or overlapping each other.

Induction heating device according to claim 4, characterized in that adjacent edge winding sections ( 62a . 62b ; 66a . 66b ) or in a projection onto the carrier ( 12 ) intersect.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the spiral windings ( 28 ) in a two-dimensional grid on the support ( 12 ) are arranged.

Induction heater according to claim 6, characterized in that the grid is a rectangular grid and in particular square grid.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that spiral windings ( 28 ) of at least one same type with respect to an outer envelope are the same.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that spiral windings ( 28 ) of at least one same type with respect to the number of turns ( 34 ) are the same.

Induction heater according to one of the preceding claims, characterized in that a helical winding ( 28 ) at least two turns ( 34 ) and in particular at least three turns ( 34 ) having.

Induction heater according to one of the preceding claims, characterized in that a helical winding ( 28 ) at most eight turns ( 34 ) and in particular at most seven turns ( 34 ) having.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the coil device ( 14 ) comprises a first type of spiral windings in which windings ( 34 ) from an exit point ( 36 ) away to the outside with increasing distance from the exit point ( 36 ), and a second type in which turns ( 34 ) to a starting point ( 36 ) from outside to inside with decreasing distance to the exit point ( 36 ).

Induction heater according to claim 12, characterized in that in the rows ( 30 ) and columns ( 32 ) spiral windings ( 28 ) of the first type and the second type are arranged alternately.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a direction of rotation of an electric current within a spiral winding ( 28 ) is in the same direction and that the sense of rotation in adjacent spiral windings ( 28 ) are opposite.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that spiral windings ( 28 ) by at least approximately straight winding sections ( 58 ) are formed.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent edge winding sections ( 42a . 42b ; 44a . 44b ) of adjacent spiral windings ( 38a . 38b ; 44a . 44b ) are oriented at least approximately parallel to each other.

Induction heater according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of spiral windings ( 28 ) are electrically connected in series.

Induction heating device according to claim 17, characterized in that the spiral windings ( 28 ) in a row ( 30 ) or in a column ( 32 ) are electrically connected in series, and that rows ( 30 ) or columns ( 32 ) spiral windings ( 28 ) are electrically connected in series.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical connection between adjacent spiral windings ( 28 ) within a row ( 30 ) or column ( 32 ) via edge winding sections, or via a connection between exit points ( 36 ) for turns ( 34 ) of a spiral winding ( 28 ) he follows.

Induction heater according to claim 19, characterized in that within a row ( 30 ) or column ( 32 ) the electrical connections between edge winding sections and exit points ( 36 ) are alternating.

Induction heater according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical connection between adjacent rows ( 30 ) or columns ( 32 ) via an edge winding section and an exit point ( 36 ) for turns ( 34 ) of adjacent spiral windings ( 28 ) he follows.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the spiral windings ( 28 ) are formed as flat coils.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the spiral windings ( 28 ) by at least one high-frequency strand ( 16 ) are formed.

Induction heating device according to claim 23, characterized in that the at least one high-frequency strand ( 16 ) via one or more retaining threads ( 70 ) on the carrier ( 12 ) is held.

Induction heating device according to claim 24, characterized in that the carrier ( 12 ) is a mesh network and in particular the at least one high-frequency strand ( 16 ) is sewn to the mesh.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 12 ) is a textile entity.