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Induktionsvorrichtung mit Induktionselementen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000236579D
Publication Date: 2014-May-05
Document File: 14 page(s) / 3M

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Induktionsvorrichtung mit einem Induktor zur Erzeugung eines zeitlich veränderlichen Magnetfeldes, wobei der Induktor eine Mehrzahl von Induktionselementen mit mindestens einer Windung eines elektrischen Leiters umfasst, wobei die Induktionselemente über einen bestimmten Raumbereich entlang eines zu erwärmenden Werkstückes hinweg angeordnet sind. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur induktiven Erwärmung eines Werkstückes.

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Induktionsvorrichtung mit Induktionselementen

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Induktionsvorrichtung zur induktiven Erwärmung von Werkstücken. Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen machen sich den Effekt zunutze, dass ein magnetisches Wechselfeld in einem leitenden Gegenstand einen Stromfluss induziert, welcher aufgrund des ohmschen Widerstandes des Werkstückes zu einer bereichsweisen Erwärmung desselben führt. Schreckt man das so erwärmte Werkstück ab, kann insbesondere eine Oberflächenhärtung erreicht werden.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen werden, um die oben genannte Erwärmung zu erreichen, sehr nahe am Werkstück starke Magnetfelder dadurch erzeugt, dass man durch elektrische Leiter, die als Stromschleifen oder als wenige Windungen ausgeführt sind, große Ströme fließen lässt. Das hat zur Folge, dass sich diese Leiter stark erwärmen und oft gekühlt werden müssen, wobei in der Regel eine aufwendige Wasserkühlung eingesetzt werden muss. Damit sind hohe Verlustleistungen verbunden; ferner ist dabei sehr oft ein Transformator zur Impedanz-Anpassung an einen die erforderliche Wechselspannung erzeugenden Wechselrichter notwendig. Exemplarisch für den Stand der Technik sei die deutsche Patentanmeldung OE 23 34 126 A1 genannt, in welcher eine gattungsgemäße Induktionshärtevorrichtung beschrieben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Induktionsvorrichtung mit höherer Effektivität und einfachem Aufbau sowie ein verbessertes Verfahren zur induktiven Erwärmung eines Werkstückes anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen und das Verfahren mit den in Anspruch 12 aufgeführten Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Varianten und Ausführungsformen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Induktionsvorrichtung zeigt einen Induktor zur Erzeugung

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eines zeitlich veränderlichen Magnetfeldes zur Erzeugung eines Stromflusses in einem Werkstück oder zur Erzeugung von Magnetostriktion, wobei der Induktor eine Mehrzahl von Induktionselementen mit mindestens einer Windung eines elektrischen Leiters umfasst und wobei die Induktionselemente über einen bestimmten Raumbereich entlang eines zu erwärmenden Werkstückes hinweg angeordnet sind.

Dabei ist unter einem Induktor im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, welches ein lokal zeitlich veränderliches Magnetfeld erzeugt. Auch Fälle, in welchen keine makroskopischen Ströme induziert werden, sondern die Erwärmung des Werkstückes bspw. durch Magnetostriktion erreicht wird, sind dabei eingeschlossen. Analoges gilt für den ebenfalls verwendeten Begriff der Induktionselemente.

Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten

Induktionsvorrichtungen ermöglicht die Verwendung mehrerer Induktionselemente das Erwärmen eines größeren Raum- bzw. Oberflächenbereiches des zu erwärmenden Wer...