DE915378C - Induktionsspule mit hoher Eigenkapazitaet - Google Patents

Description

• Induktionsspule mit hoher Eigenkapazität Bei der Anwendung der Hochfrequenz-Induktionserwärmung bei Metallteilen besteht die Möglichkeit, die Glühspule an den Generator auf zwei Arten anzuschließen: Entweder wird die Glühspule, in der die Erwärmung vorgenommen wird, über einen Stromtransformator an den Generatorkreis angeschlossen, oder die Glühspule bildet mit einer ihr parallel geschalteten Kapazität einen Schwingkreis, der auf die Generatorfrequenz abgestimmt ist. Im ersten Falle muß der gesamte Blindstrom, den die Glühspule aufnimmt, über den Transformator übertragen werden. Dies hat große Verluste zur Folge und drückt den Wirkungsgrad der gesamten Anordnung nach unten. Außerdem muß der Transformator erheblich größer ausgelegt werden, als es die Wirkleistung an sich erfordern würde. Im zweiten Falle sind einige konstruktive Schwierigkeiten zu lösen, da der zusätzlich anzuordnende Kondensator aus elektrischen Gründen möglichst nahe an der Spule angeordnet werden soll, dagegen wegen der Wärmestrahlung des in der Glühspule befindlichen Metalls, das im allgemeinen sehr hohe Temperaturen annimmt, von der Spule weggerückt werden muß. Dies heißt, daß die längeren Leitungen zwischen Spulen und Kondensator, die großen Strom führen, große Verluste mit sich bringen.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Induktionsspule mit hoher Eigenkapazität, die für beide Schaltungsarten den Wirkungsgrad wesentlich verbessert, da sie ohne weiteres gestattet, die Induktionsspule ohne weitere Zusatzkapazität auf die Generatorfrequenz abzustimmen bzw. umgekehrt. Erfindungsgemäß ist bei einer Induktionsspule ein zu dem Spulenleiter paralleler Hilfsleiter vorgesehen, der an mindestens einer Stelle elektrisch unterbrochen und an mindestens einer Stelle mit dem stromführenden Leiter verbunden ist. Der Hilfsleiter hat also Hochfrequenzpotential, führt aber keinen Hochfrequenzstrom.
• Die Induktionsspule nach der Erfindung wird vorteilhaft aus einem zweiadrigen Kabel hergestellt; bei dem der eine Leiter als Spulenleiter und der andere als Hilfsleiter dient. Als zweiadriges Kabel für eine Glühspule nach der Erfindung eignet sich besonders ein konzentrisches Kabel; bei diesem wird der Außenleiter am besten als Spulenleiter verwendet und der Innenleiter als Hilfsleiter. Bei dieser Leiterart kann auch besonders einfach der Zusatzkapazitätsbelagg der Glühspule rechnerisch ermittelt werden.
• Die Kühlung von Induktionsspulen nach der Erfindung kann in verschiedener Weise je nach Art des verwendeten Spulenleiters vorgenommen werden. Es kann, beispielsweise bei konzentrischen Leitern, auch das Kühlwasser selbst das Dielektrikum der Kapazität bilden. Da es sich im allgemeinen bei Glühspulen um kleine Spannungen handelt, ist dies ohne weiteres möglich, und die Eigenkapazität der Glühspule wird auf Grund der großen Dielektrizitätskonstante von reinem Wasser besonders groß.
• In den Fig. i und z der Zeichnung sind zwei einwindige Induktionsspulen als Beispiel der Erfindung :gezeigt. In den beiden Figuren ist mit i jeweils der stromführende Spulenleter bezeichnet, während der mindestens an einer Stelle unterbrochene Hilfsleiter mit 2 bezeichnet ist. Zwischen den Spulenenden 3 und q. liegt die Hochfrequenzspannurig.
• Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht für die Spule nach der Erfindung eine einfache Abstimmöglichkeit vor, die es gestattet, die Glühspule in einem Frequenzbereich auf Resonanz mit dem Hochfrequenzgenerato.r abzustimmen. Erfindungsgefäß wird dies dadurch erreicht, daß die Abstimmung des Spulenleiters in Abhängigkeit einer Dimensionsgröße, z. B. Länge oder Durchmesser der Spule, vorgenommen wird. Die Spule wird zum Abstimmen also beispielsweise auseinandergezogen oder zusammengeschoben. Dadurch verändert sich die Induktivität, ohne daß hierbei die Eigenkapazität wesentlich geändert würde.
• Eine abstimmbare Spule ist in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt. Der Leiter i führt wiederum den Strom, während der Leiter 2 unterbrochen und an einer Stelle mit dem Leiter i verbunden ist. Die Enden 3 und q. der Spule sind in zwei Metallmuttern 5 und 6 gefaßt, von denen die eine feststeht, während die andere sich längs einer Gewindestange 7 bewegen kann. Die Gewindestange 7 besteht aus Isolierstoff mit vorzugsweise kleinem Verlustwinkel. Durch Drehen der Gewindestange 7 mit Hilfe der Kurbel $ kann die Länge der Spule verändert werden. Damit ändert sich auch ihre Eigenfrequenz und kann in einem vorgegebenen Frequenzbereich scharf und genau auf dieFrequenz des Generators abgestimmt werden. Die Abstimmung der Spule kann entweder von Hand vorgenommen werden oder auch in Abhängigkeit einer Betriebsgröße des Generators vollautomatisch gesteuert werden, so daß die Resonanzfrequenz der Spule selbsttätig auf der Frequenz des Generators gehalten wird.
• Die Spule nach der Erfindung ist besonders zweckmäßig für das Behandeln von Werkstücken in einem induktiven Hochfrequenzfeld, doch kann sie auch in Sendeanlagen zur Frequenzäbstimmung verwendet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Induktionsspule mit hoher Eigenkapazität, insbesondere für die Behandlung von metallischen Werkstücken im Induktionsfeld, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu dem Spulenleiter paralleler Hilfsleiter vorgesehen ist, der an mindestens einer Stelle elektrisch unterbrochen und an mindestens einer Stelle mit dem stromführenden Spulenleiter verbunden ist.
2. 2. Induktionsspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Spulenleiter und Hilfsleiter die Adern eines zweiadrigen Kabels bilden.
3. 3. Induktionsspule nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein konzentrisches Kabel, dessen Außenleiter vorzugsweise als Spulenleiter dient. q..
4. Induktionsspüle nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz der Spule durch Formänderung der Spule einstellbar ist.
5. 5. Anwendung einer Induktionsspule nach Anspruch i bis q. als Abstimmglied in Hochfrequenzanlagen, insbesondere im Lastkreis von zur induktiven Erhitzung von Werkstücken dienenden Hochfrequenzanlagen, wobei die Induktionsspule vorzugsweise gleichzeitig als Glühspule dient.