DE2309352B2 - Induktionsheizvorrichtting - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Induktionsheizvorrichtung mit einem im Hochfrequenzbereich arbeitenden, an eine Stromquelle anschließbaren Wechselstromumformer, an den die vielwindige Primärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, die mit einem -to Kondensator einen abstimmbaren Schwingkreis bildet, und die einwindige blatt- oder folienförmige zur Primärwicklung koaxiale Sekundärwicklung mit einem Induktor verbunden ist.

Eine derartige Induktionsheizvorrichtung ist bekannt (Lozinskii, M.G.: »Industrial Applications Of Induction Heating«, Pergamon Press 1969, Seiten 251—254). In der Veröffentlichung ist die Induktionsheizvorrichtung lediglich durch Schaltbilder schematisch dargestellt und ein Werkstück als Kern der Induktorspule gezeigt. Es ist somit nicht ersichtlich, wie etwa das Spezialproblem, lokale Bereiche größerer Werkstückflächen induktiv wirksam zu erwärmen, zu lösen ist.

Der Nachteil der meisten bekannten Induktionsheizvorrichtungen (z.B. der in der DE-AS 10 29 960 beschriebenen) ist, daß sie nur stationär einsetzbar sind, d. h. die zu erwärmenden Werkstücke zur Heizvorrichtung transportiert und von dieser wieder entfernt werden müssen. Dies setzt jedoch voraus, daß Werkstück einerseits und Induktionsheizvorrichtung andererseits in geeignete räumliche Zusammenwirkung gebracht werden können. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, beispielsweise bei bereits mit dem Chassis verbundenen Blechkarosserien bei Automobilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktionsheizvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mobil einsetzbar und leicht handhabbar kleinsten und die mit dem größten Radius auf ihren einen einander benachbarten Stirnseiten über einen ersten Leiter (91) miteinander und mit dem Anfang der Primärwicklung (83) und die axial gegenüberliegende andere Stirnseite der mittleren Folie (85; über einen zweiten Leiter (90) mit dem Ende der Primärwicklung verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (34) eine größere axiale Länge aufweist als die schraubenlinienförmig gewickelte Primärwicklung (28).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Nasenstück (18) einen dünnwandigen axial vorstehenden Bund (18a) für die Aufnahme des Werkstückelements (22) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (34) mit dem Nasenstück (18) axial bewegbar im Gehäuse (10) gelagert ist und mit einem elektrischen Schalter (60, 62) zusammenwirkt, durch den der Transformator (5) mit Hochfrequenz beaufschlagbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nasenstück (18) einen axialen Durchgang (i%c) aufweist, der über eine Vakuumleitung (46) an eine Vakuumquelle anschließbar ist und ein von Hand betätigbares Absperrventil (50) in der Ventilleitung angeordnet ist.

ist und mit der begrenzte Bereiche größerer Werkstückflächen gesteuert wirksam erwärmt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wechselstromumformer mit einem Leistungsverstärker, die Primär- und Sekundärwicklungen und der Kondensator in einem als Handgerät ausgebildeten Gehäuse untergebracht sind, das über ein flexibles Kabel mit der Stromquelle verbindbar ist, und ein zur Abnahme eines Werkstückelements ausgebildetes Nasenstück an einem Ende des Gehäuses als Induktor vorgesehen ist, mit dem das Werkstückelement gegen eine vom Induktor erwärmbare metallische Fläche andrückbar ist.

Ein Hauptanwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung findet sich beim Automobilbau. Bei Automobilen werden zum Beispiel längs der Türen und Kotflügel Zierleisten angebracht, die mit Hilfe von in Löchern angeordneten Befestigungselementen gehalten werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nun möglich, beispielsweise Kunststoffbefestigungselemente auf die Außenseite der Karosseriefläche zu befestigen, ohne daß Löcher gebohrt werden müssen, welche bekanntlich die Korrosionsneigung erheblich erhöhen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung können die Kunststoffbefestigungselemente innerhalb von Sekunden auf die Karosseriefläche gebracht werden mit Hilfe eines thermohärtenden Haftmittels, indem die Karosseriefläche in diesem Bereich durch die erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung erwärmt wird, so daß das thermohärtende Haftmittel ebenfalls auf die erforderliche Aushäruemperatur gebracht wird. Dabei wird das Befestigungselement gegen die metallische

Karosseriefläche angedrückt, wodurch in einem Arbeitsgang die induktive Erwärmung und gleichzeitige Anbringung des Befestigungselementes stattfindet.

In einem praktischen Anwendungsfall erfolgt eine Erwärmung der Werkstückfläche auf eine Temperatur zwischen 394 und 420 K über ei.ie Dauer von 3 Sekunden. Eine Erwärmung über den begrenzten Zeitraum führt noch nicht zu einer Beeinträchtigung oder gar Beschädigung der Lackschicht, welche sich bereits auf der Werkstückfläche befinden kann.

Die erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung baut klein und ist leicht zu handhaben. Darüber hinaus arbeitet sie mit geringen Verlusten, was ihren Einsatz besonders wirtschaftiich macht.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbilo einer Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

Fig.2 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild der Induktiorisheizvorrichtung nach F i g. 1,

Fig.3 ein schematisches Bild der Sekundärwicklung und des Induktors einer Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

Fig.4 einen Schnitt durch eine als Handgerät ausgebildete Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 5 einen um 90° versetzten Schnitt durch den unteren Teil der Vorrichtung nach F i g. 4,

F i g. 6 die Rückansicht einer metallischen Werkstückfläche,

F i g. 7 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Steuerschaltung für eine Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

Fig.8 eine Schaltungseinzelheit der Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

Fig.9 einen Schnitt durch Primär- und Sekundärwicklung einer anderen Ausführungsform einer Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 10 eine Zusatzschaltung der Vorrichtung nach Fig. 9,

F i g. 11 eine Steuerschaltung für eine Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 12 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform für eine Primär- und Sekundärwicklung einer Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer Primärwicklung und eines Induktors für eine Induktionsheizvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 14 vergrößert einen Schnitt durch die Darstellung nach F ig. 12 entlang der Linie 11-11, und

Fig. 15 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach F i g. 9.

Ir. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm dargestellt, welches den Grundaufbau einer im Hochfrequenzbereich arbeitenden Induktionsheizvorrichtung darstellt. Dabei wird die allgemein mit 1 bezeichnete Induktionsheizvorrichtung von einer Stromquelle 2 über ein flexibles Kabel 3 gespeist. Die Vorrichtung 1 ist räumlich getrennt von der Stromquelle angeordnet und eine leicht transportable Einheit. Durch die räumliche Trennung der Stromquelle und der Vorrichtung 1 werden die Abstrahlungsverluste minimal, da hohe Ströme inner- e» halb des abstimmbaren Schwingkreises nicht über das Kabel 3 übertragen werden.

Fig.2 enthält die Induktionsheizvorrichtung 1, einen einwindigen Induktor 4, der mit einer einwindigen Sekundärwicklung 5a eines Transformators 5 verbunden ist. Parallel zur Primärwicklung 5b ist ein Kondensator 6 geschaltet, der den Schwingkreis der Indfktionsheizvorrichtung vervcilständigt. Die Stromversorgung des Parallelschwingkreises erfolgt über Leitungen 3a und 3b des Kabels 3. Zur Stromquelle 2 gehört ein Oszillatorkreis eines abstimmbaren Zwischenkreises. Der abstimmbare Kreis für den Oszillator 7 wird von der Primärwicklung 5b und dem Kondensator 6 gebildet. Die Oszillatorröhre 8 ist mit einem abstimmbaren Kreis 9 versehen, der an die Gitterelektrode der Röhre 8 über einen Kondensator angekoppelt ist.

Die Sekundärwicklung 5a ist aus einem einzigen Blatt eines leitfähigen Materials gebildet, das um die Primärwicklung 5b gelegt ist. Der Induktor 4 ist an den auf Abstand angeordneten Kanten des Blattes angeschlossen, wie aus F i g. 3 zu ersehen ist. Es versteht sich, daß die Sekundärwicklung auch innerhalb der Primärwicklung angeordnet werden kann.

F i g. 4 zeigt eine Induktionsheizvorrichtung in Einzelheiten. Die Vorrichtung ist allgemein mit 10 bezeichnet. Sie besitzt ein Gehäuse 12, das von zylindrischer Gestalt ist. An das obere Ende des Gehäuses 12 ist ein Gehäuse 14 angesetzt, von dem Schaltungsbauteile aufgenommen sind. Am anderen Ende des Gehäuses 12 befindet sich ein Nasenstück 18, das jede beliebige räumliche Gestaltung aufweisen kann, um ein entsprechend geformtes Werkstückelement, ζ. B. in Form eines Clips 20, aufzunehmen, das durch Thermohärtung an der Oberfläche eines blattförmigen, metallischen Werkstükkes 22 befestigt wird. Hierzu gibt die Induktionsheizvorrichtung 10 kurzzeitig, beispielsweise für 2 bis 4 Sekunden, Wärmeenergie an das blattförmige Werkstück 22 ab, das dann seinerseits die Wärme auf den Clip 20 überträgt. Der Clip 20 ist nur allgemein dargestellt und weist einen Hauptabschnitt 24 auf, der nicht gezeigte elastische Teile enthält. Der Hauptabschnitt 24 des Clips 20 ist mit einem thermohärtenden Haftmittel 26 versehen, das einseitig aufgebracht ist und thermisch aktiviert werden kann, indem es für 2 oder 3 Sekunden auf eine Temperatur von 336 bis 477 K gebracht wird. Das blattförmige Werkstück 22 vernichtet die Wärmeenergie rasch und kühlt das thermohärtende Haftmittel schnell ab, um es auszuhärten, was in 1 bis 3 Sekunden vor sich geht. Da die Zeit zum Aushärten des thermohärtenden Haftmittels relativ kurz ist, ist nicht zu befürchten, daß die Clips während der Thermohärtung des Haftmittels herunterfallen, wenn sie etwa an vertikalen Seiten von Automobilen anzubringen sind.

Innerhalb des Gehäuses 12 befindet sich eine schraubenlinienförmig gewundene Spule 28, die sowohl die Primärwicklung eines Transformators als auch die Induktanz des abstimmbaren Schwingkreises bildet. Sie ist auf einen Tragzylinder 30 gewickelt, der eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist; sie besteht aus einem relativ dicken Kupferdraht (oder -rohr), dar mit einer geeigneten Isolierung versehen ist, die aus einer Teflonoder Lackschicht besteht und eine elektrische Isolierung gegenüber einem Metallblatt 34 herstellt, das die einwindige Sekundärwicklung des Transformators bildet. Sie speist den durch das Nasenstück 18 gebildeten Induktor, wobei das Nasenstück 18 mit Hilfe von Schrauben 36 mit der Sekundärwicklung verbunden ist. Die Sekundärwicklung 34 hat die Form eines längsgeschlitzten Zylinders. Damit bildet die Sekundärwicklung 34 einen längs des Umfanges offenen Kreis Die sich

längs des Schlitzes gegenüberliegenden Kanten sind mit dem Nasenstück 18 derart verbunden, daß sich ein geschlossener, durch Induktion erregbarer Kreis bildet, wie aus den F i g. 12 und 15 zu ersehen ist.

Im Schaltkreis der Spule 28 befindet sich ein Kondensator 32, der mit der Spule entweder einen Reihen- oder Parallelschwingkreis bildet. Die dem Kondensator 32 und Induktor zugeführte Hochfrequenzenergie besteht aus Rechteckimpulsen einer Frequenz, die der Resonanzfrequenz des abstimmbaren Schwingkreises entspricht. Die Frequenz liegt in der Größenordnung von 1 Megahertz. Die für den Betrieb der Induktionsheizvorrichtung 10 benötigte Schaltungsanordnung ist im Gehäuse 14 angeordnet und befindet sich dabei an einer Schalttafel 38. Ein 115 Volt-Zweileiterkabel führt zur Schalttafel 38. An der Schalttafel 38 ist ein Zeitgeberkreis angeordnet. Da die Schalttafel 38 und der Kondensator 32 dicht beieinander angeordnet sind und da die Spule 28 mit dem Kondensator und der Schalttafel über ein relativ kurzes flexibles Leiterpaar 40 und 42 verbunden ist, ergeben sich keine wesentlichen Hochfrequenzenergieverluste innerhalb der Vorrichtung.

Das Nasenstück 18 weist einen vorstehenden Bund 18a auf, der in einer relativ schmalen Kante 18b ausläuft; auf diese Weise ist eine maximale Überführung der Hochfrequenzenergie zum blattförmigen Werkstück 22 sichergestellt. Die Randformgebung des Nasenstückes umschließt den Clip 20 dicht. Es ist dabei auswechselbar gestaltet, um bei unterschiedlichen Clipformen entsprechende Nasenstücke einzusetzen. Das Nasenstück 18 hat ein hohles Mittelteil 18c, das über ein Leitungsstück 44 und einen flexiblen Schlauch 46 mit einer Strömungsmittelquelle verbunden ist. Es ist nur ein Teil des Schlauches 46 dargestellt; die restlichen Teile sind zwecks einer deutlicheren Darstellung entfernt. Das andere Ende des flexiblen Schlauches 46 ist an einen Auslaß 48 des Ventils 50 angeschlossen, das sich innerhalb des Gehäuses 14 befindet. Das Ventil 50 weist einen mit Schraubgewinde versehenen Anschluß 52 auf, der entweder in Abhängigkeit von dem Aufbau des Ventils an eine Luft- oder Unterdruckleitung angeschlossen ist. Wird das Ventil 50 mit Luft versorgt, dann ist ein Bypass-Auslaß vorgesehen, der die Druckluft veranlaßt, an einer Düse innerhalb des Ventils vorbeizuströmen, um so innerhalb des Schlauches 46 einen Unterdruck zu erzeugen, mit dem der Clip 20 innerhalb des Nasenstückes 18 festgehalten wird, bis es an dem Werkstück 22 befestigt ist. Während des Erhitzens des thermohärtenden Haftmittels 26 sorgt das Ventil 50 für einen Überdruck innerhalb des Schlauches 46. Der Clip 20 ist damit leichter aus dem Nasenstück 18 entfernbar. Das Ventil 50 kann aber auch ein Zweiwegeventil sein mit einem Überdruckeinlaß und einem Unterdruckeinlaß. Damit können Vakuum und Druck wahlweise eingesetzt werden, um den Clip anfänglich festzuhalten und ihn dann abzustoßen, wenn er am Werkstück 22 festgelegt ist.

Der geschlitzte Zylinder, der die Sekundärwicklung 34 bildet, ist so elastisch und bewegbar innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet, daß das Nasenstück 18 während der Erregung der Induktionsheizvorrichtung im flachen Druckkontakt mit dem Werkstück 22 gehalten werden kann. Durch das Anpressen des Nasenstückes 18 an die Oberfläche des Werkstückes 22 bewegen sich die Sekundärwicklung 34, die Primärwicklung 28 und alle zugeordneten Teile innerhalb des Gehäuses 12 aufwärts entgegen der Kraft einer Schraubenfeder 54, die am unteren Ende des Gehäuses 12 außerhalb der Sekundärwicklung 34 angeordnet ist. An dem unteren Ende der Sekundärwicklung 34 ist ein isolierender Block 56 befestigt, der das Leitungsstück 44 und das an ihm befestigte Ende des Schlauches 46 trägt. Zugleich ist der Block 50 auch Träger für das Nasenstück 18 und den geschlitzten Zylinder.

Fig.5 zeigt einen um 90° gegenüber Fig.4 versetzten Schnitt, wobei der rechteckige Aufbau des

ίο Bundes 18a des Nasenstückes 18 erkennbar ist.

In F i g. 6 ist das Werkstück 22 von der Rückseite her dargestellt und die gestrichelten Linien geben den Rand 186 des Nasenstückes 18 wieder. Die gebogenen Pfeile zeigen dabei den nach innen gerichteten Wärmefluß innerhalb des blattförmigen Werkstückes während des Induktionsheizvorganges.

Es wird noch einmal auf F i g. 4 Bezug genommen, aus der zu ersehen ist, daß die Sekundärwicklung 34 einen radial nach außen vorstehenden Flansch 34a am oberen Ende aufweist, der mit einem Ring 58 in Berührung ist, der sich innerhalb des Gehäuses 12 befindet. Der Ring 58 bildet einen Anschlag für Primär- und Sekundärwicklung, die mittels der vorgespannten Feder 54 nach außen gezogen werden. Ebenso befindet sich innerhalb des Gehäuses 12 ein Schalter 60 mit einem Schaltstift 62, der aus dem Schalter herausragt und mit dem Flansch 34 in Berührung kommen kann. Der Schalter 60 liegt innerhalb eines Stromkreises, in dem sich ein zweiter Schalter 64 befindet, der den Auslöser 66 der Vorrichtung darstellt und zusammen mit diesem die Erregung der Induktionsheizvorrichtung verursacht, und zwar immer nur dann, wenn beide Schalter geschlossen sind. Der Schalter 60 kann beispielsweise in Reihe mit dem Schalter 64 liegen und die Betätigung der Induktionsheizvorrichtung immer nur dann zulassen, wenn das Nasenstück 18 fest gegen das Werkstück 22 gedrückt ist. Ist der Schalter 60 betätigt, dann kann der Schalter 64 durch Handbetätigung des Auslösers 66 geschaltet werden. Der Auslöser 66 hat einen Ausleger 66a, der mit dem Ventil 50 verbunden ist, um dieses gleichzeitig in Betrieb zu setzen. Ist beispielsweise ein Clip 20 innerhalb des Nasenstückes 18 angeordnet, dann wird es in diesem durch die Vakuumleitung 46, 44 festgehalten bei Betätigung des Schalters 60. Entsprechend wird der Clip 20 ausgeworfen durch Ausüben eines Druckes.

In F i g. 7 ist ein einfaches Blockdiagramm der Schaltanordnung dargestellt, die innerhalb des Gehäuses 14 nach F i g. 4 angeordnet ist. Eine Primärwicklung 70, die der Wicklung 28 nach F i g. 4 entspricht, liegt in Reihe mit einem Kondensator 71, der dem Kondensator 32 nach F i g. 4 entspricht. Damit ist ein abstimmbarer Schwingkreis gebildet, der Rechteckimpulse aus einem Leistungsverstärker 72 erhält. Die Wicklung 70 ist die Primärwicklung eines Transformators, zu dem eine einzige Sekundärwicklung 73 gehört, die sich in seiner unmittelbaren Nähe befindet. Letztere entspricht dem geschlitzten Zylinder nach Fig.4. Die Sekundärwicklung 23 ist an einen Induktor 74 angeschlossen, der dem Nasenstück 18 entspricht. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 7 enthält einen Rechteckwellengenerator 76, mit einer Eingangsklemme 77. Der Generator 76 versorgt einen Vorverstärker 78. Der Rechteckwellengenerator 76, der Vorverstärker 78 und der Leistungsverstärker 72 sind von üblicher Bauart. Fig.8 zeigt einen Leistungsverstärkertransistor 80 mit einer Emitterelektrode 81, die an ein positives Potential angeschlossen ist, um eine pulsierende Hochfrequenz-

energie an den Schwingkreis abzugeben, der die Wicklung 70 und den Kondensator 71 enthält.

Der Kondensator kann beispielsweise aus einer Anzahl von Metallplatten gebildet werden, die aus geschlitzten Zylindern, ähnlich denen der Sekundärwicklung 34 nach Fig.4, bestehen. Dies ist in Fig.9 dargestellt, in der ein isolierender Tragzylinder 82 die schraubenlinienförmig gewundene Primärwicklung 83 aufnimmt. Auf deren Außenseite ist eine isolierende Hülse 84 aufgebracht, auf welcher eine leitfähige Folie 83 angeordnet ist, die einen geschlitzten Zylinder bildet. Eine zweite isolierende Schicht 86 ist über das Blatt 85 gelegt. Darüber ist dann wieder eine zweite leitfähige Folie 87 gelegt, die wieder einen geschlitzten Zylinder bildet. Ein dritter isolierender Belag 88 und eine dritte leitfähige Folie 89 bilden dann die äußeren Abschnitte des zylindrischen Aufbaues, und die Schlitze der geschlitzten Zylinder sind, wie aus Fig. 15 zu ersehen ist, zueinander ausgerichtet. Die mittlere Folie 87 ist über eine Leitung 90 elektrisch mit der unteren Windung der Wicklung 83 verbunden, während die innere und äußere leitfähige Folie 85 und 89 untereinander und mit der oberen Windung der Wicklung 83 über einen Leiter 91 verbunden sind. Der in Fig.9 dargestellte Querschnitt zeigt nur einen Ausschnitt des zylindrischen Aufbaues. Das entsprechende elektrische Schaltbild ist in F i g. 10 dargestellt.

In den Fig.9 und 10 ist die Verbindung mit dem Nasenstück 18 nicht dargestellt. Diese Verbindung zeigt Fig. 15.

F i g. 11 zeigt eine Steuerschaltung, die genau die Zeit vorgibt, in der die Schaltungsanordnung nach F i g. 7 erregt ist. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 7 ist durch eine Last 92 wiedergegeben, deren eine Klemme mit dem Ausgang eines Brückengleichrichters und deren andere Klemme mit der Anode eines steuerbaren Siliziumgleichrichters 94 über eine Leitung 96 verbunden ist. Die Leitung 96 ist auch an einen Widerstand 97 und einen Zeitgeber gelegt, welcher die Zeit steuert, innerhalb der die Stromversorgung in Betrieb ist. Der Gleichrichter 94 wird in nicht leitendem Zustand gehalten, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist.

Der Gleichrichter 94 ist mit einem spannungserhöhenden Widerstand 99 versehen, der mit einer geeigneten Steuerschaltung 100 verbunden ist, um Steuerimpulse zu bilden, wenn die Schalter 60 und 64 geschlossen sind. Die Schalter 60 und 64 der Fig. 11 entsprechen den Schaltern 60 und 64 der F i g. 4. Wenn beide Schalter 60, 64 geschlossen sind, wird der gesteuerte Gleichrichter 94 leitend, womit er die Leitung 96 mit der anderen Seite des Brückengleichrichters 93 verbindet, womit über der Last 92 ein Stromkreis geschlossen ist. Zu dieser Zeit wird die an der Leitung % liegende hche Spannung zu Null oder auf einen negativen Wert abgesenkt. Damit wird der Zeitgeber veranlaßt, über einen Kondensator 101, der in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand 102 liegt, einen Ladepfad zu legen. Die Spannung des Zeitgebers ist mittels einer Zenerdiode 103 einstellbar. Bei Erreichen eines bestimmten Ladungswertes des Kondensators 101 wird der Transistor 104 leitend, womit pulsierender Strom durch die Primärwicklung des Impulstransformators 106 fließt. Der Impulstransformator 106 macht dann seinerseits einen zweiten gesteuerten Siliziumgleichrichter 107 leitend, der einen Kondensator 108 veranlaßt, eine negative Spannung an die Anode des gesteuerten Gleichrichters 94 zu legen, um ihn somit auszuschalten und den Stromkreis nach Fig.7 zu entregen. In Reihe mit dem gesteuerten Gleichrichter 107 liegt ein Strombegrenzungswiderstand 109. Durch das Schließen der Schalter 60 und 64 wird ein Strom durch die Last 92 und den Zeitgeber geschickt. Mit Hilfe der Ausgangsimpulse des Impulstransformators 106 und des gesteuerten Gleichrichters 107 wird die Stromversorgung wieder ausgeschaltet. Der einstellbare Widerstand 102 ermöglicht die Einstellung der Zeitdauer, während der die Last 92 mit Strom versorgt wird. Die Zeitdauer kann zwischen einem Teil einer Sekunde und 5 oder mehr Sekunden schwanken.

Parallel zu dem einstellbaren Widerstand 102 liegt ein Sicherheitsschalter 110, der geöffnet ist, wenn die beiden Schalter 60 und 64 geschlossen sind und die Induktionsheizvorrichtung unter normalen Bedingungen arbeitet. Wenn sie jedoch vorzeitig von der Oberfläche des Metallstückes 22 abgenommen wird, dann schließt sich der Schalter 110. Damit wird der Kondensator 101 rasch aufgeladen, was dazu führt, daß der Transistor 104 leitend wird, womit auf den gesteuerten Gleichrichter 107 ein Impuls gegeben wird.

In den Fig. 12, 13 und 14 ist eine andere Ausführungsform dargestellt. Die Wicklungsanordnung 120 soll dabei innerhalb der Induktionsheizvorrichtung nach F i g. 4 zum Einsatz kommen. Sie besteht aus einer Anzahl von Folien aus leitfähigem Material, das auf isolierende Zylinder aufgeformt ist. Die schraubenlinienförmige Primärwicklung 128 wird von einem Leiter gebildet, der etwa 1,27 cm breit und zwischen 0,25 und 0,76 mm dick ist. Der Gesamtaufbau ist damit äußerst kompakt und bildet sowohl die notwendigen Induktivitäten und Kapazitäten des Schwingkreises als auch die primären und sekundären Wicklungen des Transformators. Die Anordnung 120 weist einen isolierenden Tragzylinder 121 auf, auf dem eine leitfähige Folie 122 angeordnet ist. Eine zweite isolierende Folie 123 liegt über der leitfähigen Folie 122 und bildet das Dielektrikum für einen Kondensator, der zwischen der Folie 122 und einer zweiten leitfähigen Folie 124 entsteht. Auf der leitfähigen Folie 124 ist dann wieder eine zweite isolierende Folie 126 aufgetragen, die eine Tragfläche für die schraubenlinienförmige Spule 128 bildet. Dieser Aufbau ist am besten aus Fig. 13 zu ersehen. Die flache bandförmige, schraubenlinig geformte Spule 128 bildet die Primärwicklung des Transformators und die Induktivität des Schwingkreises. Die Kapazität wird von den gegeneinander isolierten Folien 122 und 124 gebildet. Über der band- und schraubenlinienförmigen Spule 128 liegt noch eine letzte Isolierschicht 130, auf die dann eine einwindige Sekundärwicklung 132 aufgebracht ist, die ein geschlitzter Zylinder sein kann, der den ganzen Aufbau umschließt. Ein solcher ist aus F i g. 12 zu ersehen, wobei die durch den Schlitz gebildeten Kanten 132a und 1326 dicht beieinander liegen. Die Kanten sind über Anschlußklemmen mit dem offenen Endabschnitt des Nasenstückes 18 verbunden. Das Nasenstück 18 ist nach innen gelegt, um Raum zu sparen und die Induktionsheizvorrichtung kompakter zu gestalten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Induktionsheizvorrichtung mit einem im Hochfrequenzbereich arbeitenden, an eine Stromquelle anschließbaren Wechselstromformer, an den die vielwindige Primärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, die mit einem Kondensator einen abstimmbaren Schwingkreis bildet, und die einwindige blatt- oder folienförmige zur Primärwicklung koaxiale Sekundärwicklung mit einem Induktor to verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromumformer mit einem Leistungsverstärker, die Primär- und Sekundärwicklungen (28, 34) und der Kondensator (32) in einem als Handgerät ausgebildeten Gehäuse (10) untergebracht sind, das über ein flexibles Kabel mit der Stromquelle verbindbar ist, und ein zur Aufnahme eines Werkstückelements (20) ausgebildetes Nasenstüek (18) an einem Ende des Gehäuses (10) als Induktor vorgesehen ist, mit dem das Werkstückelement (20) gegen eine vom Induktor erwärmbare Fläche (22) andrückbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die blatt- oder folienförmige Sekundärwicklung (34, 85, 87, 89, 130) gleichzeitig den Kondensator des Schwingkreises bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (34) drei in axialer Richtung geschlitzte und axial etwa gleich lange annähernd zylindrisch geformte und konzentrisch mit Abstand voneinander angeordnete, mit ihren Stirnseiten annähernd miteinander fluchtende Folien (85, 87, 89) aufweist, von denen die mit dem