DE866824C

DE866824C - Hochfrequenz-Gluehkopf fuer zylindrische Innenflaechen

Info

Publication number: DE866824C
Application number: DE1948P0000257
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Roder
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1948-10-21
Filing date: 1948-10-21
Publication date: 1953-02-12

Description

Hochfrequenz-Glühkopf für zylindrische Innenflächen Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Glühkopf, d. h. eine mit einem Hochfrequenzgenerator zu verbindende Spule oder Leiterschleife, mittels welcher in einem Werkstück hochfrequente Ströme induziert werden können, die eine Erwärmung desselben, vorzugsweise von örtlich begrenzter Ausdehnung, hervorrufen. Gegenstand der Erfindung ist im besonderen ein Glühkopf zum Aufheizen der Innenwand von Metallrohren oder Bohrungen in Metallkörpern. Derartige Glühköpfe oder Konzentratoren sind an sich bekannt. Die bekannten Ausführungsform-en haben den Nachteil Tier teuren und umständlichen Bauweise und verschiedentlich auch den Nachteil zu hoher Betriebskosten.
Bei einem bekannten Verfahren zur Oberflächenhärtung wird ein und dieselbe Induktionsspule für Werkstücke verschiedenen Ouerschnittes verwendet. Hier ist stets ein Luftspalt zwischen Induktionsspule und einem Zwischenstück vorhanden, der z. B. durch eine Glimmerschei.be ausgefüllt werden kann. Dieser Luftspalt hat selbstverständlich hohe Energieverluste zur Folge.
Die Erfindung geht von diesem bekannten Stand der Technik aus und besteht im wesentlichen darin, daß .bei einem Hochfrequenz-Glühkopf (Konzentrator) für ,zylindrische Innenflächen eine vorzugsweise einseitig geerdete, radial geschlitzte Ringscheibe .die Sekundärwicklung eines Autotransformators bildet und daß die übrigen Windungen des Autotransformators in zwei elektrisch parallel geschalteten Gruppen zu beiden Seiten der Sekundärwicklung angeordnet sind.
Die angegebene Spulenanordnung ist aus folgenden Gründen als Autotransformator ausgebildet. Um eine starke Erwärmung einer schmalen Zone ..des Werkstückes zu erzielen, muß der Glühkopf einerseits einen starken Strom führen; andererseits aus nur einer Windung bestehen. Die Anpassung des Glühkopfes an den Hoohfrequenzgenerator erfordert eine .größere Induktivität, als sie von einer einzigen Windung dargeboten werden kann. Deshalb wird eine Transformierung mit Spannungsuntersetzung indem Glühkopf vorgenommen, welche einerseits die erforderliche Anpassung an den Hochfrequenzgenerator ermöglicht, andererseits im Glühkopf einen starken Sekundärstrom ergibt. Der eigentliche Glühkopf stellt eine offeneWindung dar, die mit den. Primärwindungen in Reihe geschaltet ist. Der Sekundärstrom fließt längs dem äußeren Umfang der Windung und an dem Innenrande der Windung in entgegengesetztem Sinne und beiderseits längs dem Schlitz, wodurch eine enge Kopp-Jung mit ,dem Werkstück und eine wirkungsvolle Energieübertragung gewährleistet sind.
Zur weiteren Erläuterung des Erfindungsgedankens wird auf @dieZeichnung Bezug genommen. In ,dieser bedeutet i das Metallrohr oder die Bohrung eines Metallkörpers, deren Innenwand durch Induktion starker hochfrequenter Wirbelströme erhitzt werden soll. Der in dieses Rohr einzuführende Glühkopf; dessen Außendurchmesser etwas kleiner als rder lichte Durchmesser des Rohres ist; besteht aus einer kreisringförmigen Kupferscheibe 2, die im Beispielsfälle aus zwei Hälften zusammengesetzt ist, um in ihrem Innern einen Kühlkanal 3 anbringen zu können. Die Scheibe 2 ist mit einem durchgehenden radialen Schlitz 4 versehen, so daß sie eine offene Windung darstellt, und wird von einem rohrförmigen Isolierträger 5 getragen. Dieser wiederum ist am Innenleiter 6 einer koaxialen Energieleitung, .deren Außenleiter 7 geerdet ist, befestigt. Zu beiden Seiten der Scheibe :2 sind die übrigen Windungen 8 des Autotransformators angeordnet, welche zusammen mit der durch die Seheibe 2 gebildeten Windung die Primärwicklung darstellen; während letztere allein die Sekundärwicklung ist. Die übrigen Windungen haben vorzugsweise die Form ebener Spiralen, die in zur Scheibe :2 parallelen Ebenen liegen. Sie bestehen aus einem Rohr, das an den Kühlkanal 3 angeschlossen ist und im Betriebe von einem Kühlmittel durchströmt wird. Die elektrische Schaltung ist so getroffen, daß die übrigen Windungen .der Primärwicklung aus zwei parallel geschalteten Gruppenbestehen. Der geerdeteAußen-Leiter 7 der Energieleitung ist durch einen Leiter 9 mit dem einen Ende der durch die Ringscheibe 2 gebildeten Sekundärwicklung verbunden. Am anderen Ende .derselben verzweigt sich der Hochfrequenzstrom in die beeiden parallel geschalteten Windungsgruppen, rderen Anschlußpunkte i o, z1 an der Scheibe 2 gleichzeitig Anfangs- bzw. Endpunkt des Kühlkanals 3 sind: Die freien Enden der beiden Windungsgruppen münden in die im Innern des Innenleiters der koaxialen Energieleitung verlaufenden Kühlmittelzu- bzw. -ableitungen 12, 13; elektrisch sind sie parallelgeschaltet und mit dem Innenleiter 6 rder Energieleitung verbunden. Zur zentrischen Führung des Glühkopfes in dem Werkstück können irgendwelche Stützen 14 an dem Isolierträger 5 oder am Außenleiter 7 vorgesehen werden.
Im Betriebe bewirkt .der über die Scheibe 2 fließende Hochfrequenzstrom die Induktion von Wirbelströmen in einer ringförmigen Zone der Innenseite des Werkstückes i. Durch axiale Bewegung des Glühkopfes gegenüber dem Werkstück kann aber auch ein mehr oder weniger langes Stück der Rohrwand erhitzt wenden: Um eine Überhitzung des Glühkopfes zu verhindern, wird ein strömendes Kühlmittel; vorzugsweise Wasser, durch ihn geleitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hochfrequenz-Glühkopf (Konzentrator) für zylindrische Innenflächen, dadurch gekennzeichnet; daß eine vorzugsweise einseitig geerdete, radial geschlitzte Ringscheibe (2) die Sekundärwicklung eines Autotransformators bildet und die übrigen Windungen (8) des Autotransformators in zwei elektrisch parallel geschalteten Gruppen zu beiden Seiten der Sekundärwicklung angeordnet sind:
2. Glühkopf nach .Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe einen Kühlkanal,(3) enthält und .die übrigen Windungen aus Rohren bestehen, welche zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels dienen.
3. Glühkopf nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er an eine koaxiale Hochfrequenzenergieleitung .derart angeschlossen ist, daß ein Ende der geschlitzten- Ringscheibe mit dem geerdeten Außenleiter (7) und das andere Ende des Autotransformators mit dem Innenleiter (6) verbunden ist.
4. Glühkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er von einem an der Energieleiturig befestigten Isolierträger (5) getragen wird.
5. Glühkopf nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zusätzliche Stützen (1q.) zur Führung an der Innenwand des Werkstückes (i). Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 233 627; »High Frequency Induction Heating«, New York 1944, S. 71, Fig. 71, S. 72, Fig. 7q,; »Elektrizitätsverwertung«, März 1947, S. 229, Fig. 168: