DE960843C - Vorrichtung zur Erhitzung von Werkstuecken mittels Hochfrequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen von Werkstücken mittels Hochfrequenzströmen, die eine Endröhre mit einem im Anodenkreis liegenden Schwingungskreis enthält, und sie bezweckt eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausbildung einer solchen Apparatur.

Zum Erzielen eines guten Nutzeffekts, d. h. einer Maximaileistung im Belastungskreis, und zum Vermeiden von Überlastungen und/oder Überspannungen ist es üblich, besonders bei Hochfrequenzgeneratoren großer Leistung Mittel zur Anpassung des Belastungswiderstandes an die Endröhre zu verwenden. Zu diesem Zweck können der Belastungskreis und der Anodenkreis der Endröhre über einen mit Anzapfungen versehenen Spartransformator oder über ein von der Kreisspule und einer in den Belastungskreis eingefügten Koppelspule gebildetes Variometer gekoppelt sein.

Die beabsichtigte Ausbildung ist besonders wichtig für Hochfrequenzgeneratoren großer Leistung, z. B. etwa ι kW oder mehr, bei denen meistens die Kreisspule des erwähnten Schwingungskreises mit einer künstlichen Luft- oder Wasserkühlung versehen ist.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Vorrichtung der erwähnten Art die Kreisspule und der bzw. die zugehörigen Kreiskondensatoren gegeneinander feststehend angeordnet und zu einer baulichen Einheit vereinigt, die als Ganzes in der Vorrichtung und somit gegenüber der darin feststehend angeordneten Koppelspule des Belastungskreises verschiebbar ist.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. I ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung nach der Erfindung und

Fig. 2 die Bauart nach der Erfindung perspektivisch darstellt.

Bei der Schaltung nach Fig. ι wird die für Erhitzungszwecke erforderliche Energie einem ElekiQ tronenröhrenoszillator mit einer Triode ι entnommen. Der Anodenkreis des Röhrenoszillators enthält einen die Oszillatorfrequenz bestimmenden Kreis 2, der aus einer Kreisspule 3 besteht, die von zwei in Reihe geschalteten Kreiskondensatoren 4 und 4' überbrückt ist. Das eine Ende des Anodenkreises 2 ist über einen Sperrkondensator 5 mit der Anode und das andere Ende über einen Gitterkondensator 6 mit dem Steuergitter der Röhre 1 verbunden, während ein Ableitwiderstand 7 in Reihe mit einer Drosselspule 8 mit der geerdeten Kathode der Röhre 1 verbunden ist. Der Verbindungspunkt der Kondensatoren 4 und 4' ist auch geerdet. Die Speisespannung für die Anode der Röhre 1 wird über eine Drosselspule 9 einer Gleichspannungsquelle 10 entnommen.

Der im Schwingungskreis 2 der Schaltung auftretende Kreisstrom wird zum Erhitzen eines in einen z. B. von einer Heizspule 13 gebildeten Belastungskreis eingefügten Werkstücks 14 verwendet, wozu der Kreis 2 induktiv mit einer Koppelspule 11 gekoppelt ist, an deren Ausgangsklemmen 12 die Heizspule 13 angeschlossen ist.

Um bei schwankenden Betriebsbedingungen die Belastung dem Generator anzupassen, sind gemäß der Erfindung die Kreisspule 3 und die zugehörigen Kreiskondensatoren 4 und 4' gegeneinander feststehend angeordnet und zu einer baulichen Einheit 15 vereinigt, die in der Vorrichtung als Ganzes und somit gegenüber der darin feststehend angeordneten Koppelspule 11 des Belastungskreises verschiebbar ist. Die von dieser baulichen Einheit 15 zu der Röhre führenden Zuleitungen 16, 17 und 18 sind flexibel ausgebildet.

Die bauliche Ausbildung ist in Fig. 2 perspektivisch dargestellt; entsprechende Elemente der beiden Figuren sind durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet.

Der Abstimmkreis enthält eine Kreisspule 3, deren Windungen aus einem Kupferrohr bestehen, um Wasserkühlung der Spule zu ermöglichen. Die Zuführungs- und Abführungsleitungen zur Kühlung der Kreisspule sind an den Stellen 19 und 20 angegeben. Die Kühlleitungen 19 und 20 bestehen aus Isoliermaterial, ζ. Β. Gummi oder Kunststoff. Die Enden der Kreisspule 3 sind mit Glimmerkondensatoren (Paketkondensatoren) 4 und 4' verbunden, die vorzugsweise in einer verschlossenen Abschirmhaube 21 (gestrichelt angedeutet) untergebracht sind. Die Kreisspule 3 und die Kondensatoren 4 und 4' sind an einer Grundplatte 22 befestigt, die mit kleinen Rädern 23 versehen ist, von denen nur eines in der Zeichnung sichtbar ist. Die so gebildete bauliche Einheit 3,4,4', 19, 20, 21 und 22 ist über Schienen 24 in der Achsenrichtung der Spule 3 verschiebbar, z. B. durch ein Kettengetriebe oder auch durch ein Zahnradgetriebe mit Zahnstange, derart, daß die Verschiebung von der (der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten) Bedienungswand des Hochfrequenzgenerators aus erfolgen kann.

Die Kreisspule 3 ist in Form einer Zylinderwicklung ausgebildet und durch Verschiebung der baulichen Einheit in axialer Richtung gegenüber der die Kreisspule umfassenden, aus einem zylindrisch gebogenen, breiten Kupferband bestehenden, isoliert angeordneten Koppelspule 11 verschiebbar. Die Koppelspule 11 ist mit Klemmen 12 versehen, an die der weitere Belastungskreis angeschlossen wird. Eine der Klemmen 12 der Koppelspule wird normalerweise geerdet, aber es ist auch möglich, den Erdungspunkt der Koppelspule 11 um i8o° oder auch 90⁰ gegenüber den Ausgangsklemmen 12 zu verlegen.

Die Einheit wird vorzugsweise um eine Strecke gleich der Länge der Kreisspule 3 verschiebbar ausgebildet, und dem muß auch die Länge der Koppelspule angepaßt sein. Auf die angegebene Weise kann bei einem solchen Hochfrequenzgenerator eine Belastungsanpassung über einen für alle praktischen Anwendungen hinreichend großen Bereich bewerkstelligt werden.

Die Enden des als bauliche Einheit ausgebildeten Kreises 2 sind über flexible Verbindungsleitungen 17 und 18 mit dem weiteren, feststehenden Teil der Oszillatorschaltung verbunden. Die Verbindungsleitung 18 ist über einen Sperrkondensator 5 mit der Anode der Röhre 1 gekoppelt, während die Verbindungsleitung 17 über den Gitterkondensator 6 mit dem Steuergitter der Röhre 1 und über eine Spule 8 mit einem geerdeten Ableitwiderstand 7 gekoppelt ist. Der Verbindungspunkt der Kreiskondensatoren 4 und 4' ist in Fig. 2 über eine Leitung 16 mit der Grundplatte 22 verbunden und über die Räder 23 und die mit Erde verbundenen Schienen 24 geerdet.

Die Röhre 1 ist seitlich von der verschiebbaren, baulichen Einheit angeordnet, was gegenüber einer Anordnung der Röhre in der Bewegungsrichtung der baulichen Einheit den Vorzug hat, daß sich die Schleifen der flexiblen Verbindungen beim Verschieben der baulichen Einheit nur wenig hinsichtlich der Form ändern. Zwischen der Oszillatorröhre und der Kreiseinheit ist eine Abschirmwand (in der Zeichnung teilweise weggelassen) zum Vermeiden unerwünschter Kopplungen des Gitterkreises der Röhre mit anderen als den gewünschten Schaltungsteilen angebracht. Hierdurch wird eine etwaige Neigung zu unerwünschten Schwingungen der Schaltung stark verringert. Aus den gleichen Erwägungen ist es erwünscht, zwischen dem Gitterkreis und dem Anodenkreis der Röhre eine Abschirmplatte 28 anzubringen.

Bei der praktischen Ausbildung der dargestellten Vorrichtung werden beiderseits der Koppelspule 11 und der Kreisspule 3 kupferne, zum Spulenfeld senkrechte Abschirmplatten verwendet, von denen

die eine, 25, gestrichelt in der Zeichnung angedeutet ist und die andere, 26, einen Teil der Abschirmhaube 21 bildet. Diese Abschirmplatten sind vorgesehen, um den Hochfrequenzgenerator ohne Bedenken in einem Eisenblechgehäuse unterbringen zu können.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung führen die flexiblen Verbindungen 16 bis 18 nicht die verhältnismäßig hohen Kreis- oder Belastungsströme, zum Unterschied gegenüber bekannten Ausbildungen derartiger Generatoren. Bei der praktischen Ausbildung eines io-kW-Generators mit zwei parallel geschalteten Röhren TBW 6/6000 in der Endstufe führen die flexiblen Verbindungen etwa 3 Amp.

bei einem Kreisstrom von etwa 80 Amp.

Die Anwendung der Erfindung ergibt eine in elektrischer Hinsicht einwandfreie Bauart, deren Vorteile, besonders bei Verwendung leistungsfähiger Hochfrequenzgeneratoren, den in baulicher Hinsicht etwas weniger einfachen Zusammenbau reichlich ausgleichen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι . Vorrichtung zum Erhitzen von Werkstükken mittels Hochfrequenzströmen mit einer Endröhre und einem in den Anodenkreis eingefügten Schwingungskreis, dessen vorzugsweise künstlich gekühlte Kreisspule zur Belastungsanpassung veränderlich mit einer in den Belastungskreis eingefügten Koppelspule gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisspule und der bzw. die zugehörigen Kreiskondensatoren gegeneinander feststehend angeordnet und zu einer baulichen Einheit vereinigt sind, die als Ganzes in der Vorrichtung und somit gegenüber der darin feststehend angeordneten Koppelspule des Belastungskreises verschiebbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisspule in Form einer Zylinderwicklung ausgebildet ist und durch Verschiebung der baulichen Einheit in axialer Richtung gegenüber einer die Kreisspule umfassenden, aus zylindrisch gebogenem Band bestehenden Koppelspule des Belastungskreises verschiebbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bauliche Einheit mit Rädern versehen und über Schienen um eine Strecke etwa gleich der axialen Länge der Kreisspule verschiebbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endröhre seitlich von der verschiebbaren, baulichen Einheit angeordnet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 527 452, 463 478.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen