DE856931C

DE856931C - Inductive heating device serving as a secondary inductor

Info

Publication number: DE856931C
Application number: DESCH187A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Schoenbacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-10-25
Filing date: 1949-10-25
Publication date: 1952-11-24

Description

Als Sekundärinduktor dienende induktive Heizeinrichtung Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Induktoranordnung zur induktiven _lufheizung von vorzugsweise stählernen Werkstücken, insbesondere mit nachfolgender Abschreckung zwecks Oberflächenhärtung.Inductive heating device serving as secondary inductor The subject of the invention relates to an inductor arrangement for inductive air heating of preferably steel ones Workpieces, especially with subsequent quenching for the purpose of surface hardening.

Bisher sind folgende Induktoren und Zusatzeinrichtungen bekanntgeworden: r. Einfache Spulen, die das Heizgut umfassen oder aber in eine zu beheizende Bohrung eingeführt werden; a. die sogenannten Konzentratoren, die aus einer Wicklung und einem offenen, elektrisch gut leitenden Zusatzkörper bestehen, der zwischen der Wicklung und dem Werkstück liegt und durch seine besondere Form das magnetische Wechselfeld der Wicklung an diese herandrängt, d. h. an einer bestimmten Stelle desselben konzentriert; 3. Heizleiter, die sich ergeben, wenn die Induktorspule nur einwindig ausgeführt ist und wenn die eine Windung oftmals nur über einen Teil ihrer Länge zur Heizung benutzt wird. Dabei kann das Heizgut von der Wicklung umschlossen werden oder aber es befindet sich außerhalb derselben; 4. da Einwindungsinduktoren in der Regel eine zu geringe Verbraucherspannung aufweisen, wird zwischen Induktor und Generator meist ein besonderer Transformator eingeschaltet. Es liegt im Sinne eines wirtschaftlichen elektrischen Energietransportes, den Transformator tunlichst nahe am Verbraucher, d. h. am Induktor anzuordnen, damit der umgeformte hohe Strom nicht zu große Ohmsche Verluste verursacht bzw. damit der Aufwand an Hochstromleitungen in erträglichen Grenzen bleibt. Man ist in dieser Hinsicht bemüht, den immer noch verbleibenden Abstand des Transformators ° vorn Induktor durch sehr breite und eng nebeneinandergeführte Zuleitungen zu überbrücken. Andererseits ist der genannte Abstand nach rein elektrischen Gesichtspunkten unschädlich, wenn die Zuleitungen besonders breit und deren Abstand voneinander sehr eng ausgeführt sind.So far, the following inductors and additional devices have become known: r. Simple coils that enclose the material to be heated or in a hole to be heated to be introduced; a. the so-called concentrators, which consist of a winding and an open, electrically conductive additional body exist between the Winding and the workpiece lies and due to its special shape the magnetic Alternating field of the winding pushes it closer, d. H. at a certain point the same concentrated; 3. Heating conductors that arise when the inductor coil is only designed as a single wind and if the one turn is often only over a part its length is used for heating. The heating material can be enclosed by the winding become or it is outside of it; 4. da coiling inductors usually have too low a load voltage, between inductor and generator usually switched on a special transformer. It is in the sense an economical electrical energy transport, the transformer as far as possible close to the consumer, d. H. to be arranged on the inductor, so that the converted high current does not cause excessive ohmic losses and thus the expense of high-current lines remains within tolerable limits. Efforts are still being made in this regard remaining Distance of the transformer ° in front of the inductor by means of very wide and closely juxtaposed To bridge supply lines. On the other hand, the mentioned distance is purely electrical Harmless when the leads are particularly wide and their spacing are executed very closely from one another.

Oftmals besitzt der Transformator nur eine einzige Sekundärwindung i,_ wie in Bild i dargestellt ist. Diese ist über die Zuleitungen 2 mit dem Heizinduktor 3 leitend verbunden. Das von der Primärwicklung 4 herrührende Wechselfeld 01, zuweilen von einem magnetischen Kern unterstützt, induziert in dem Sekundärkreis i eine elektrische Spannung U, die über die Zuleitungen 2 auf den Induktor einwirkt. Der im Induktor bewirkte Strom erzeugt für sich ein magnetisches Wechselfeld 02, das das Heizgut 5 induziert und damit beheizt.Often times the transformer only has a single secondary turn i, _ as shown in picture i. This is via the leads 2 with the heating inductor 3 conductively connected. The alternating field 01 originating from the primary winding 4, sometimes supported by a magnetic core, induces an electrical in the secondary circuit i Voltage U, which acts on the inductor via the supply lines 2. The one in the inductor The generated electricity generates a magnetic alternating field 02, which the heating material 5 induced and thus heated.

Um die im folgenden beschriebene, erfindungsgemäße Induktorausfü'hrung als eine Höherentwicklung bekannter, d.'h. dem Stande der Technik angehörender Induktoren darzulegen, ist zunächst eine potentialtheoretische Vorstellung von der elektromagnetischen Wirkungsweise der Induktoren zu vermitteln. Unter der Annahme höchster Frequenz sind alle elektrischen Leiter zufolge des extremen Hauteffektes vollkommene Feldverdränger, d. h. sie erscheinen für das magnetische Hochfrequenzfeld als absolut undurchlässig. Alsa verlaufen die den Leitern unmittelbar benachbarten magnetischen Feldlinien entlang den Leiteroberflächen, in die sie wegen des extrem starken Hauteffektes nicht mehr eindringen können. Infolgedessen münden die das magnetische Feld rechtwinklig schneidenden Linien des Trajektorfeldes senkrecht auf die Leiteroberflächen. Nachdem das von einem elektrischen Strom entwickelte magnetische Feld ein quellenfreies Feld ist, bei dem die Feldlinien in sich geschlossen sind, ist das Trajektorfeld ein Quellenfeld. Die Quellen des Trajektorfeldes sind nun im Grenzfalle höchster Frequenz gleichbedeutend mit den Strombelägen (A/cm) an den Leiteroberflächen. Die Stromdichten (A/cm2) sind unter der Annahme einer unendlich hohen Frequenz wegen der verschwindenden elektromagnetischen Eindringtiefe stets unendlich groß, so daß nur von den endlich großen Strombelägen (A/cm) gesprochen werden kann.To the inductor embodiment according to the invention described below better known as an evolution, i.e. state of the art inductors First of all, a potential theoretical conception of the electromagnetic To convey the mode of action of the inductors. Assuming the highest frequency All electrical conductors are perfect field displacers due to the extreme skin effect, d. H. they appear to be absolutely impermeable to the high-frequency magnetic field. The magnetic field lines immediately adjacent to the conductors run as a result along the conductor surfaces, in which they are due to the extremely strong skin effect can no longer penetrate. As a result, the magnetic field open out at right angles intersecting lines of the trajectory field perpendicular to the conductor surfaces. After this the magnetic field developed by an electric current is a source-free one The field in which the field lines are closed is the trajectory field a source field. The sources of the trajectory field are now highest in the limiting case Frequency synonymous with the current levels (A / cm) on the conductor surfaces. the Current densities (A / cm2) are due to the assumption of an infinitely high frequency the disappearing electromagnetic penetration depth is always infinitely large, so that we can only speak of the finite current layers (A / cm).

In Bild 2 ist der Schnitt durch eine einwindige Induktorschleife abgebildet. Man denke sich Elektroden von der Form der Leiterquerschnitte an eine Gleichstromquelle angeschlossen und verfolge den elektrischen Stromfluß in einer halbleitenden Flüssigkeit. Wo dieses Strömungsfeld, das dem Trajektorfeld des magnetischen Wechselfeldes gleich ist, wenn der Induktor mit Höchstfrequenz gespeist wird, an den Umrandungen der Elektroden endet, sitzen bei Höchstfrequenz die Strombeläge an den Leiterumfängen.Figure 2 shows the section through a single-turn inductor loop. Imagine electrodes with the shape of the conductor cross-sections on a direct current source connected and follow the flow of electrical current in a semiconducting liquid. Where this flow field, which is the same as the trajectory field of the alternating magnetic field is, when the inductor is fed with maximum frequency, on the edges of the Electrode ends, the current deposits sit on the conductor circumference at maximum frequency.

Hochpermeable, elektrisch nicht leitende Stoffe, die es zwar praktisch nicht gibt, sondern nur zwecks klarer Vorstellungen gedacht sind, wirken sich im Grenzfalle höchster magnetischer Leitfähigkeit als nichtleitend für das Trajektorfeld des magnetischen Hochfrequenzfeldes aus. Also ist in dem gedachter Modell ein entsprechend geformter Isolator in die halbleitende Flüssigkeit einzulegen, da ja der ir der halbleitenden Flüssigkeit des Modells fließende Strom das Trajektorfeld des magnetischen Felde vertritt. Bild 3 gibt Aufschluß über die Stromverteilung an der Leiteroberfläche, wenn sich innerhall der Induktorschleife ein sehr gut magnetisch, aber nicht elektrisch leitender Kern 6 befindet, dessen Nachbildung im Modell durch einen elektrischen Isolator strichliert angedeutet ist. Hier ist zweckmäßig nur ein Quadrant der vierfach symmetrischen Anordnung gezeichnet. Dabei ist die vertikale Symmetrielinie (voll) elektrisch leitend und die horizontale (strichliert) nichtleitend anzunehmen. Ferner bedeuten die vertikalen Symmetrieachsen in den Modelldarstellungen nach Bild 4 bis 7 die Rotationsachsen der tatsächlichen elektromagnetischen Gebilde, sofern diese im Sonderfalle Rotationskörper sind. Vorausgesetzt wird aber nur, daß die elektrischen Leiter der elektromagnetischen Anordnungen irgendwie um die vertikale Achse herum gekrümmt sind.Highly permeable, electrically non-conductive substances that are practical do not exist, but are only intended for the purpose of clearer ideas, have an effect on the Limit trap of highest magnetic conductivity as non-conductive for the trajectory field of the magnetic high frequency field. So there is a corresponding in the imaginary model insert shaped insulator into the semiconducting liquid, since the ir der semiconducting fluid of the model, current flowing the trajectory field of the magnetic Represents field. Figure 3 provides information about the current distribution on the conductor surface, if inside the inductor loop there is a very good magnetic, but not electrical conductive core 6 is located, its replica in the model by an electrical Isolator is indicated by dashed lines. Only one quadrant of four is useful here drawn symmetrical arrangement. The vertical line of symmetry is (full) to be electrically conductive and the horizontal (dashed line) non-conductive. Further mean the vertical axes of symmetry in the model representations according to Figure 4 to 7 the axes of rotation of the actual electromagnetic structures, provided these in the special case are bodies of revolution. The only requirement is that the electrical Conductor the electromagnetic assemblies somehow around the vertical axis are curved.

In gleicher Weise lassen sich alle möglichen Induktorausführungen beurteilen. Bild 4 behandelt einen in eine geschlossene Bohrung eingeführten Einwindungsinduktor mit magnetischem Kern 6. Die Elektrode 5, die im 'Modell das Heizgut darstellt, ist ebenso wie die Elektrode 3 an die außenliegende, die vertikale Symmetrieachse mit einbeziehende Kurzschlußverbindung angeschlossen. jedoch ist zwischen der Elektrode 3, welche den Querschnitt der Induktorschleife im ?Modell darstellt, und der Kurzschlußverbindung auch noch eine Gleichstromquelle eingeschaltet. Im elektromagnetischen Gebilde ist analog dazu der Stromweg sowohl im Heizgut als auch im Induktor um die Vertikalachse herum geschlossen, nur daß der letztere auch eine Stromquelle enthält. Daß der Stromschluß um die vertikale .Achse herum im N"lodell durch den Anschluß an die Kurzschlußverbindung zum Ausdruck kommt, ist eine Tatsache, deren Beweis eine umständliche theoretische Erörterung erfordern würde. Ist der magnetische Kern gemäß Bild 4 sehr lang, dann laufen die Trajektorlinien des magnetischen Wechselfeldes vom Induktorquerschnitt 3 ausgehend praktisch alle zum Heizgut 5. Da die Trajektorlinien innerhall> des Quadranten verlaufen, also von Induktor und Heizgut gebunden sind, spricht man von einer transformatorisch geschlossenen Induktoranordnung. Dieser Zustand ist auch darin erkennbar, daß die Summe der Amperewindungen je Quadranten gleich Null ist, da sich alle Quellen und Senken des Trajektorfeldes innerhalb des Quadranten befinden. Die mittlere Linie des magnetischen Feldes 02 ist in Bild 4 angedeutet. Magnetische Felder breiten sich nur dort aus, wo die dazugehörigen Trajektorfelder vorhanden sind.All possible inductor designs can be used in the same way judge. Figure 4 deals with a single-turn inductor inserted into a closed bore with magnetic core 6. The electrode 5, which represents the heating material in the 'model, is just like the electrode 3 on the outer, the vertical axis of symmetry including short-circuit connection connected. however, is between the electrode 3, which shows the cross-section of the inductor loop in the model, and the short-circuit connection also switched on a DC power source. Is in the electromagnetic structure analogous to this, the current path both in the heating material and in the inductor around the vertical axis closed around, only that the latter also contains a power source. That the short-circuit around the vertical axis in the north by connecting to the short-circuit connection Is expressed is a fact the proof of which is a cumbersome theoretical Would require discussion. If the magnetic core is very long as shown in Figure 4, then the trajectory lines of the alternating magnetic field run from the inductor cross-section 3 starting practically all of the heating material 5. Since the trajectory lines within the Quadrants run, i.e. are bound by inductor and heating material, one speaks of a transformer-closed inductor arrangement. This state is too recognizable in this, that the sum of the ampere turns per quadrant is equal to zero, because all sources and sinks of the trajectory field are within the quadrant. The middle line of the magnetic field 02 is indicated in Figure 4. Magnetic Fields only spread where the associated trajectory fields are present are.

Ist das Heizgut nicht wie nach Bild 4 in sich kurzgeschlossen, sondern an einer oder an mehreren Stellen aufgeschlitzt, so ergibt sich die aus Bild 5 ersichtliche Ausbildung des Trajektorfeldes. Dabei weist die das aufgeschlitzte Heizgut 5 im Modell darstellende Elektrode 5 keine elektrische Verbin- dung mit der Gleichstromquelle auf; denn das Heiz- gut ist hier kein Stromweg, der sich um die Ver- tikalachse herum schließt. Die Linien des Trajektor- feldes verlaufen vom Induktorquerschnitt 3 eben- falls zum heizgut 5, verlassen dieses aber wieder, um über den Außenraum den Weg zur vertikalen Symmetrielinie zu finden. Diese Anordnung, bei der also die Trajektorlinien nicht von dem Leiter- system des Quadranten gebunden werden, nennt man transforcnatorisch offen. Die Summe der Am- perewindungen je Ouadranten ist in diesem Fall nicht gleich Null. Während das magnetische Wechselfeld (I), den eigentlichen erwünschten Heiz- strom antreibt, induziert das Feld 03 dessen Rück- weg am heizgut, der infolge seiner erheblichen Breite nur eine geringe Stromdichte und damit keine nennenswerte Heizung aufweist. Im Gegensatz zu der Anordnung in Bild 4, wo (las Heizgut 3 ringförmig geschlossen ist, schirmt hier das aufgeschlitzte Heizgut 5 nicht mehr den Außenrauen vom magnetischen Feld ab, so daß ein Feldanteil (1.i entsteht. Das ringförmige Heizgut wird also, wetiti es geschlossen ist, nur an der dem Heizleiter 3 zugekehrten Seite vom magnetischen Feld beaufschlagt. Es wird aber beidseitig vom magnetischen Feld umspült, wenn es offen ist. Daß dabei ein Feldanteil 03 auftreten muß, geht aus der Anschauung des Trajektorfeldes hervor, das seine Quelle am heizgut 5 besitzt, aber in eine Senke mündet, die außerhalb des betrachteten Quadranten liegt. Der unter 2 genannte Konzentrator liefert das in Bild 6 dargestellte Bild des Trajektorfeldes, und zwar bei der Beheizung einer geschlossenen Boh- rung. Z-,vischen der mehrwindigen Wicklung 3 und (lern Heizgut 5 ist der sogenannte Konzentrator- körper 7 eingeschaltet, der aufgeschlitzt ist und somit nicht von der Gleichstromquelle des Modelles nach Bild 6 gespeist wird. Das Trajektorfeld fließt von 3 nach 7 und von da nach dem Heizgut 5, wo die Heizwirkung zufolge des verdichteten Feldes auftritt. Die gesamte Induktoranordnung ist wie- derum transforinatorisch geschlossen, weil bei Vor- handensein eines Magnetkernes das Trajektorfeld nicht zur vertikalen l@littellinie streut, sondern vom Heizgut gebunden wird. Neben dem magnetischen Heizfeld 0_ tritt hier noch ein Streufluß 0, zwischen der Wicklung 3 und dein Konzentrator- körper 7 auf, (las durch eine entsprechende Gestal- tung der beiden tunlichst unterbunden wird. Alle bisher gezeigten Induktoranordnungen, die sich innerhalb einer Bohrung befinden, gelten gleichermaßen für Anordnungen, die ein Heizgut von außen herum umschließen. In diesen Fällen ist nur die Svnimetrielinie von links nach rechts zu verlegen. Der Magnetkern kann dann fortfallen, da der Außenraum zufolge seiner großen Ausdehnung einen ohnehin hohen magnetischen Leitwert dar- stellt. Ist bei der Konzentratorausführung gemäß Mo- dellbild 6 das Heizgut 5 nicht in sich geschlossen, sondern aufgeschlitzt, dann ist ebenso wie nach Bild 5 die Anordnung transformatorisch offen, d. h. es ist die Summe der Amperewindungen des Quadranten nicht gleich Null. Transformatorisch offene Anordnungen haben den empfindlichen Nachteil, daß sie hohe Induktorspannungen zur Folge haben und daß ihr Wirkungsgrad wegen des vagabundierenden Rückstromes am Heizgut schlecht ist.If the heating material is not short-circuited in itself, as shown in Figure 4, but is slit open at one or more points, the formation of the trajectory field shown in Figure 5 results. Included shows the slit heating material 5 in the model performing electrode 5 no electrical connection dung with the direct current source on; because the heating no power path is good here, which deals with the vertical axis closes. The lines of the trajectory from the inductor cross-section 3. if to heating material 5, but leave this again, in order to use the outside space to make the way to the vertical Find symmetry line. This arrangement, at which therefore does not take the trajectory lines from the conductor system of the quadrant are called one is open to transformation. The sum of the perewindings per ouadrant is in this case not zero. While the magnetic Alternating field (I) , the actual desired heating drives current, the field 03 induces its reverse away from the heating material, which as a result of its considerable Width only a low current density and thus has no significant heating. In contrast to the arrangement in Figure 4, where (when heating material 3 is closed in a ring, shields here the slit heating material 5 no longer denotes Outer roughness from the magnetic field, so that a Field portion (1.i arises. The ring-shaped heating material So, wetiti it is closed, only on that Heat conductor 3 facing side from the magnetic Field acted upon. But it is dated on both sides magnetic field bathed when it is open. That a field portion 03 must occur, goes from the View of the trajectory field, his Source at Heizgut 5 owns, but in a sink opens, the quadrants considered outside the lies. The concentrator mentioned under 2 delivers the in Figure 6 shows the image of the trajectory field, and when heating a closed drilling tion. Z-, between the multi-turn winding 3 and (learning heating material 5 is the so-called concentrator body 7 switched on, which is slit open and thus not from the DC power source of the model is fed according to Figure 6. The trajectory field flows from 3 to 7 and from there to heating material 5, where the heating effect due to the compacted field occurs. The entire inductor arrangement is again derum is transformatively closed because presence of a magnetic core, the trajectory field does not scatter to the vertical center line, but from the Heating material is bound. Besides the magnetic Heating field 0_ occurs here still a leakage flux 0, between winding 3 and your concentrator body 7, (read by a corresponding shape treatment of the two is prevented as much as possible. All inductor arrangements shown so far that are located within a borehole equally for arrangements that require a heating material enclose from the outside. In these cases it is only the Svnimetrielinie from left to right to embarrassed. The magnetic core can then fall away because the outer space due to its great extent an already high magnetic conductance represents. Is the concentrator version according to Mo- dellbild 6 the heating material 5 is not self-contained, but slit open, then, as in Figure 5, the arrangement is transformer-wise open, ie the sum of the ampere-turns of the quadrant is not equal to zero. Transformer-open arrangements have the sensitive disadvantage that they result in high inductor voltages and that their efficiency is poor because of the stray return current on the material to be heated.

In Bild 7 ist nun das System der erfindungsgemäßen Induktoranordnungen, nämlich der Sekundärinduktoren im Modell wiedergegeben. Sie bestehen im wesentlichen aus der mehrwindigen Wicklung 3, in der der Magnetkern 6 steckt, dem elektrisch gut leitenden, offenen, d. h. aufgeschlitzten Schirmkörper 8 und dem Heizleiter 9, der in dem elektrisch nicht leitenden, hochpermeablen Körper io, der vorzugsweise aus einem lamellierten Eisenkern oder aus einem Eisenpulverkern besteht, eingebettet ist. Die magnetischen Stoffe, aus denen die -N-lagnetkörper 6 und io bestehen, sind für die Modelldarstellung zwar mit unendlich hoher Permeabilität und elektrisch vollkommen isolierend vorausgesetzt, welcher Idealfall in der Praxis aber nicht erreicht wird. Lamellierte Eisenkerne und Eisenpulverkerne sind nur begrenzt magnetisierbar und mehr oder minder elektrisch leitende Stoffe.In Figure 7 the system of inductor arrangements according to the invention is now, namely the secondary inductors shown in the model. They essentially consist from the multi-turn winding 3 in which the magnetic core 6 is inserted, the electrical well-conducting, open-minded, d. H. slit screen body 8 and the heating conductor 9, which is in the electrically non-conductive, highly permeable body io, which is preferably consists of a laminated iron core or an iron powder core, embedded is. The magnetic substances that make up the -N magnetic bodies 6 and io are for the model representation with infinitely high permeability and electrical Provided that it is completely isolating, which is not the ideal case in practice is achieved. Laminated iron cores and iron powder cores can only be magnetized to a limited extent and more or less electrically conductive substances.

Der Trajektorfluß, mit dessen Hilfe die bereits vorgeführten Beispiele beurteilt und gekennzeichnet wurden, fließt von derWicklung3 über den Schirmkörper 8 nach dem Heizgut 5 und geht von hier in den Sekundärleiter 9 über. Da dieser verhältnismäßig schmal und dem Heizgut eng benachbart ist, tritt an dieser Stelle des Heizgutes die bezweckte Heizwirkung auf. Quer zu den Trajektorfeldern breiten sich die magnetischen Wechselfelder aus. Neben dem Heizfeld 02 zwischen dem Heizgut und dem Heizleiter 9 entwickeln sich die Streufelder 0"l, zwischen dem Schirmkörper 8 und der Wicklung 3 sowie 012 zwischen 8 und 5 bzw. 9.The trajectory flow, with the help of which the examples already presented judged and marked flows from the winding 3 over the screen body 8 after the heating material 5 and goes from here to the secondary conductor 9. Since this is proportionate is narrow and closely adjacent to the heating material, occurs at this point of the heating material the intended heating effect. The magnetic ones spread across the trajectory fields Alternating fields. Next to the heating field 02 between the heating material and the heating conductor 9 the stray fields 0 "1 develop between the screen body 8 and the winding 3 and 012 between 8 and 5 or 9.

Um eine hohe spezifische Heizleistung (kW/cm2) an der Heizstelle zu erzielen, sind die folgenden Gestaltungsbedingungen zu beachten: Der Heizleiter 9 soll schmal und möglichst nahe dem Heizgut 5 sein. Alle übrigen benachbarten Flächen, wie zwischen 5 und 8 sowie 3 und 8, sollen groß gehalten sein, damit dort bei kleinen Stromdichten nur geringe Verluste auftreten. Mit Rücksicht auf eine kleine Feldstreuung sollen die genannten Flächen auch einen möglichst geringen Abstand voneinander haben. Zuweilen ist, insbesondere bei Vorschubhärtungen, eine Vorwärmstufe erwünscht. Dann wird der Leiter 8 am Luftspalt gegen 5 nur schmal ausgeführt, so daß es neben der eigentlichen Heizstelle gegenüber dem Sekundärleiter g auch hier zu einer Heizwirkung !kommt. Der Magnetkörper6 ist tunlichst lang auszubilden. Der Schirmkörper 8 ist ein wichtiger Teil des Sekundärinduktors; denn bei seinem Fortfall würde sich ein erhebliches Streufeld über den Magnetkern io ausbreiten.In order to achieve a high specific heating output (kW / cm2) at the heating point the following design conditions must be observed: The heating conductor 9 should be narrow and as close as possible to the heating material 5. All other neighboring surfaces, like between 5 and 8 and 3 and 8, should be kept large so that there are small ones Current densities only occur low losses. With consideration for a small field spread the surfaces mentioned should also have the smallest possible distance from one another. Sometimes a preheating stage is desirable, especially in the case of advance hardening. then the conductor 8 at the air gap against 5 is only made narrow, so that it is next to the actual heating point compared to the secondary conductor g here too to a heating effect !comes. The magnetic body6 is to be designed as long as possible. The screen body 8 is an important part of the secondary inductor; because if it were lost there would be a spread considerable stray field over the magnetic core io.

Der Sekundärinduktor ist bei offenem Heizgut S entgegen allen anderen Induktorausführungen transformatorisch geschlossen. Wie aus Bild 7 ersichtlich ist, finden sich innerhalb eines Quadranten zu allen Quellen des Trajektorfeldes die zugehörigen Senken. Somit ist die Summe der Amperewindun-;en innerhalb eines Quadranten gleich Null. Ein offenes Heizgut liegt allemal vor, wenn weder das Heizgut den Induktor noch dieser das Heizgut umschließt. Der Schirmkörper8 istkein Konzentratorkörper, da er im allgemeinen nicht die Aufgabe hat, das magnetische Wechselfeld der Wicklung 3 am Heizgut 5 zu konzentrieren. Seine dem Heizgut zugekehrte Fläche ist zwar an dieses eng herangeführt, jedoch vorzugsweise sehr breit ausgeführt, so daß einerseits hier keine Heizung bewirkt wird und andererseits das Streufeld 0" (Bild 7) unterdrückt wird. Die Abschirmwirkung des Leiters 8 wird erstens dadurch erzielt, daß er den Magnetkörper io umschließt und zweitens dem Heizgut 5 eine große Fläche bei geringem Abstand zukehrt.When the heating material S is open, the secondary inductor is contrary to all others Inductor versions closed in terms of transformers. As can be seen in Figure 7 is, are found within a quadrant for all sources of the trajectory field associated sinks. Thus the sum of the ampere-turns is within a quadrant equals zero. An open heating material is always present if neither the heating material has the inductor nor this encloses the heating material. The screen body 8 is not a concentrator body, since it generally does not have the task of controlling the alternating magnetic field of the winding 3 to concentrate on heating material 5. Its surface facing the heating material is on this brought close, but preferably made very wide, so that on the one hand no heating is effected here and, on the other hand, the stray field 0 "(Fig. 7) is suppressed will. The shielding effect of the conductor 8 is achieved first by the fact that he Magnet body io encloses and secondly the heating material 5 a large area with little Distance turns.

Auch ist der Schirmkörper 8 keineswegs der einwindige - Sekundärkreis eines Transformators, da an seiner Schlitzstelle kein Verbraucher angeschlossen ist. Der Sekundärleiter 9 ist in sich kurzgeschlossen, wird also nicht galvanisch gespeist wie etwa ein an einen Transformator angeschlossener Heizleiter. Andererseits ist der Sekundärleiter nicht etwa ganz oder teilweise der Sekundärkreis eines Transformators, da er als Heizleiter ausschließlich Verbraucher ist und nicht Erzeuger.The screen body 8 is also by no means the single-winded secondary circuit of a transformer, since no consumer is connected to its slot is. The secondary conductor 9 is short-circuited in itself, so it is not galvanic fed like a heating conductor connected to a transformer. on the other hand if the secondary conductor is not wholly or partly the secondary circuit of a transformer, because as a heating conductor it is exclusively a consumer and not a producer.

Je nach dem Verwendungszweck des Sekundärinduktors sind verschiedene gestaltliche Abwandlungen der grundsätzlich zentrischsymmetrischen Anordnung nach Bild 7 möglich. Ist beispielsweise das Heizgut nicht ringförmig, sondern ein flaches Stück 5, wie in Bild 8, so wird aus Gründen eines guten Wirkungsgrades der Magnetkern io nur in einer entsprechenden Länge in den Schirmkörper 8 eingelassen, wie Bild 8 zeigt. Außerdem wird der Heizleiter 9 nur am Heizgut schmal ausgeführt, während er, um Verluste zu vermeiden, im übrigen Teil 9" sehr breit, vorzugsweise in gleicher Ausdehnung wie der Schirnikörper 8 gehalten ist. Zum Zwecke einer Befestigungsmöglichkeit ist er im unwirksamen Teil beispielsweise eben angeflächt.Depending on the purpose for which the secondary inductor is to be used, there are various design modifications of the fundamentally centrically symmetrical arrangement Picture 7 possible. If, for example, the heating material is not ring-shaped, but rather a flat one Piece 5, as in Fig. 8, for reasons of good efficiency, the magnetic core io let into the screen body 8 only in a corresponding length, as shown in the picture 8 shows. In addition, the heating conductor 9 is only made narrow on the material to be heated, while he, in order to avoid losses, in the remaining part 9 ″ very wide, preferably in the same way Expansion as the shield body 8 is held. For the purpose of a fastening option is it flat in the ineffective part, for example.

Zwischen dem Schirmkörper8 und demSekundärleiter 9 darf eine elektrische Verbindung hergestellt werden, die für die gemeinsame Erdung gebraucht wird. Zweckmäßig wird der Heizleiter in demj-enigen Teil mit dem Schirmkörper verbunden, mit dem er nicht heizt und der von dem Magnetkern io nicht eingefaßt ist. In der Ausführung nach Bild 9 ist die galvanische Verbindung zwischen Sekundärleiter und Schirmkörper so weit verbreitert, daß sie den gesamten, nicht zur Heizung verwendeten Anteil des Sekundärleiters umfaßt. Nur soweit der Heizleiter der vorbestimmten Heizgutform angepaßt und im Magnetkern eingebettet ist, spaltet der letztere den Sekundärinduktor in den Heizleiter 9 und den Schirmkörper 8 auf.Between the screen body 8 and the secondary conductor 9, an electrical Connection can be established, which is needed for the common ground. Appropriate the heating conductor is connected to the screen body in that part with the it does not heat and which is not enclosed by the magnetic core io. In execution According to Fig. 9 is the galvanic connection between the secondary conductor and the shield body so widened that they contain the entire portion not used for heating of the secondary conductor includes. Only as far as the heating conductor of the predetermined shape of the material to be heated is adapted and embedded in the magnetic core, the latter splits the secondary inductor in the heating conductor 9 and the screen body 8.

Wenn von einer gleichbleibendenRückenhöhe des Magnetkernes io ausgegangen wird, so bringt es die Formgebung des Heizleiters und die des Schirmkörpers mit sich, daß zwischen diesem und dem Kern io ein Zwischenraum i i erscheint. Mitunter wird ein derartiger Zwischenraum auch für eine Kühlmöglichkeit des Magnetkernes vorg2-sehen. In allen Ausführungsbeispielen des Sekundärinduktors deckt der Schirmkörper 8 die Wicklung3 in axialerAusdehnung und den Magnetkern io beidseitig oder mindestens einseitig an der Stirnseite ab.Assuming a constant back height of the magnetic core io is, it brings the shape of the heating conductor and that of the screen body with it that a space i i appears between this and the nucleus io. Sometimes Such an intermediate space is also used for cooling the magnetic core vorg2-see. In all exemplary embodiments of the secondary inductor, the shield body covers 8 the winding 3 in axial extent and the magnetic core io on both sides or at least on one side at the front.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Inductive heating device serving as a secondary inductor, those when fed with higher-frequency current from rotating converters or from tube generators and the like, preferably for locally sharply delimited, intensive heating of workpieces serves, which are not covered by the heating element, characterized in that between a multi-turn, preferably single-layer winding (3) and one in itself closed, embedded in an electrically non-conductive magnetic core (io), magnetically non-conductive heating conductor (9), which up to a small distance is approximated to the surface to be heated, an electrically good and magnetically bad conductive, one-sided or multiple slit screen body (8) is located, the the magnetic flux looping around the winding (3) and penetrating the magnetic core (io) ($ s2) throttles.

2. Inductive heating device according to claim i, characterized in that that the screen body (8) completely or only partially encloses the magnetic core (io), but this at least on one end face, d. H. in a plane normal to the winding axis covers.

3. Inductive heating device according to claims i and 2, characterized in that that the heating conductor (9) is adapted to hollow, flat or raised surfaces to be heated is and only has a heating effect with a part of its length, while it is in its remaining length is greatly widened, there preferably the axial height of the screen body (8) owns.

4. Inductive heating device according to claims i and 2, characterized in that that instead of the heating conductor (9) a two-turn or multi-turn winding is provided whose turns together in one or separately in one magnetic core each (io) are embedded.

5. Inductive heating device according to claims i to 3, characterized characterized in that the screen body (8) has a galvanic connection with the heating conductor (9) for grounding.

6. Inductive heating device according to claims i to 3 and 5, characterized in that two or more heating conductors (9) are arranged in parallel and are embedded together in one or separately in one magnetic body (io) are.

7. Inductive heating device according to claims i to 6, characterized in that that between the magnetic body (io) and the (Scliirinkörl) he (8) a gap (ii) is provided. B. Inductive heating device according to the claims i to 7, characterized in that apart from your central core (6) it is also good magnetic Conductive substances are arranged outside the heating conductor (the heating conductor) (9). Referenced publications: German Patent No. 82o946.