Vorrichtung zum Hochfrequenzheizen mittels eines Induktors undeines mit ihm zusammen wirkenden Körpers zum Konzentrieren der Kraftlinien. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung züm Hoclifrequenzlieizen mittels eines Ind-Lik- tors (einer Arbeitsspule) und eines mit ihm zusammenwirkenden,
<B>-</B>zum Konzentrieren der Kraftlinien dienenden Körpers aus ferro- magnetischem Material mit hohem spezifi- seliem Widerstand (das heisst einem spezifi schen Widerstand von über<B>1000</B> Ohm<B>-</B> ein, insbesondere über<B>105</B> Ohm<B>-</B> ein) für hohe Frequenzen, zweckmässig eines Ferrits.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung weist einen scheibenförmigen Körper auf, ins besondere in Form eines Ringes, der an min destens einem Ende ausserhalb des Induktors konzentriseh zu dessen Achse derart angeord- ii et ist, dass die Ebene der Scheibe senkrecht oder nahezu senkrecht zu der erwähnten Ach- qenrichtung steht.
Hierdurcli ergibt sich einmal der Vorteil, dass das Hochfrequenzfeld nur in einem vor herbestimmten, beschränkten Gebiet wirksam ist und zum andern, dass die Kraftlinien in der Achsenrichtung des Induktors abge schirmt sind, wodurch verllütet wird, dass gewisse Teile des Werkstückes in -Lmerwünsch- ter Weise erhitzt werden.
Eine solche Vor- rielitung ist besonders brauchbar zum Zu sammenschmelzen von Einzelteilen aus Isolier stoff, wie zum Beispiel -,Glas oder keram!- sehen Materialien, bei denen die Schmelzzone beschränkt sein muss. An der Verbindungs stelle kann- als ZwiseUenlage ein Stoff vorge- sehen sein, der in einem Hochfrequenzield schneller erhitzt wird oder einen niedrigeren Erweichungspunkt als das zu verbindende Material hat, wobei man infolge der starken Konzentrierung des Hoehfrequenzfeldes für die Zwischenlage ein Material wählen kann,
das hinsichtlich seiner elektrischen und ther mischen Eigenschaften nur wenig von dem zusammenzuschmelzenden Material verschie den ist. Infolgedessen ist man freier in der Wahl des Materials dieser Zwischenschieht. Bei der Herstellung -von Entlad-LLugsröhren eignet sich eine solche konzentrierte Erhit zung auch gut zum Gettern> unter Vermei dung einer unerwünsehten *Erhitzung sonsti ger Einzelteile in der Röhre.
Wenn derartige seheibenförmige Körper in gleicher Weise auch am andern Ende des Induktors angeordnet sind, ergibt sieh, abge sehen von der schon erwähnten örtlichen Kon zentrierung und Abschirmung in der Achsen- richtung, noch eine Konzentrierung in einer kleinen Zone im Innern des Indul-,-tors.
Zweckmässig werden ringförmige Körper verwendet, wobei die Ringe derart mit einem Schlitz (von züm Beispiel wenigstens<B>1</B> nun Weite) versehen sind, dass der Ring offen ist, mu zu vermeiden, dass dieser als Kurz- sehlusswindung wirken würde.
Bei einer besonderen Ausführungsform, bei der zwei ringförmige Körper verwendet sind, kann zumindest in der Öffn-Lmg des einen der Ringe ein verschiebbarer, rolirför-_ miger, zweckmässig mit einem Schlitz ver- sehener Körper aus Hoclifrequenzeisen ange bracht sein.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindung9gegen- standes schematisch dargestellt.
In Fig.1 ist eine HochlreqLienzsp-Lile üb- lieber Ausführung längs ihrer Achse ge schnitten dargestellt, -Lun zu zeigen, dass die durch eine solche Spule erzeugten magneti schen Kraftlinien in nicht ohne weiteres kon trollierbarer Weise über die Längsausdeh- n-ung der Spule hinaus zur Wirkung kom men.
Bei der in Fig.2 dargestellten Ausfüh rungsform der Erfindung wird nun minde stens an einem Ende einer solchen Hoelifre- quenzspule <B>1.</B> ein vorzugsweise geschlitzter Ring 2 aus Hochfrequenzeisen angeordnet, wodurch die Kraftlinien <B>3 -</B> wie angedeu tet<B>-</B> gezwungen werden, ihren Weg durch den Ring 2 aus Hochfrequenzeisen zu neh men, so dass unterhalb des Ringes praktisch kein Feld mehr vorhanden ist.
Der Ring 2 muss mindestens einen -Schlitz von etwa<B>1</B> mm Breite aufweisen, da er<B>im</B> andern Falle als Kurzschlusswicklung wirken und sieh erwär men würde. Man kann einen derartigen ferro- magnetischen Ring 2 auch am obern Ende der Spule oder aber an beiden Enden vor sehen, wenn man das Feld nach oben bzw. gleichzeitig nach oben und unten begrenzen <B>will.</B>
Derartige Vorrichtungen können mit be sonderem Vorteil bei der Herstellung von elektrischen Entlad-Lmgsgefässen benutzt wer den. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass das Gettern dabei in wesentlich kürzerer Zeit erfolgt und dass dabei. einwandfrei die thermiselie Überbeanspruchung anderer<B>Sy-</B> stemteile vermieden werden kann. Thermiseh gefährdete Teile wären beispielsweise die Oxydkathoden von Verstärkerröhren.
Vorrichtungen nach der Erfindung kön nen auch auf andern Gebieten vorteilhaft be nutzt werden, zum Beispiel zum Glühen des Unterteils oder aber zur Einschmelzung von elektrischen Entladungsgefässen und derglei- elien.
In Fig. <B>3</B> ist im Schnitt eine Vorrichtung schematisch dargestellt, die sich besonders dafür eignet, runde Gegenstände miteinander zu verschmelzen, beispielsweise den Glasteller und den Glaskolben einer Elektronenröhre.
In Fig. 4 ist dargestellt, wie die mitein ander zu verschmelzenden 'Teile einer Röhre zweckmässig im Hochfrequenzfeld angeordnet werden.
Fig. <B>5</B> zeigt einen Ring, der zur Vor- erhitzung Anwendung finden kann.
Fig.,6 zeigt die Anordnung eines Ringes aus Hochfrequenzeisen, wodurch die Kontakt stifte einer Elektronenröhre vor unerwünsch ter Erhitzung geschützt werden.
Die Spule 4 mi Fig. <B>3</B> besteht aus acht in zwei Lagen gewickelten Kupferrohrwin- dungen. Die Enden<B>5</B> und<B>6</B> der Spule 4 sind über nicht dargestellte Schlauchverbindungen in den Kreislauf eines Kühlmittels eingeschlos sen, während gleichzeitig ein Hochfrequenz- strom von beispielsweise<B>100 A</B> hindurchge- schickt wird.
Die Spule 4 ist zwischen zwei Isolierschiehten <B>7</B> -und<B>8</B> eingeklemmt, an die sich Scheiben<B>9</B> und <B>10</B> aus Hochfrequenz- eisen sowie Isolierplatten<B>11</B> und 12 an schliessen. Durch Bolzen<B>13</B> und Muttern 14 wird die Anordn-Luig zusammengepresst und mechanisch gehalten.
Die Kraftlinien des .magnetischen Feldes der Spule 4 ohne die Scheiben<B>9</B> mid <B>10</B> würden etwa einen Ver lauf haben, wie er durch die beiden gestri- eUelten Linien<B>15</B> angedeutet ist. Es würde sieh also im Innenraum der Spule ein an nähernd homogenes Feld ausbilden, so dass in das Feld eingebrachte Gegenstände nahezu gleichmässig erwärmt würden.
Durch die Scheiben<B>9</B> und <B>10</B> aus Hochfrequenzeisen wird jedoch das Hochfrequenzfeld derart ver formt, dass die Kraftlinien im mittleren Teil der Spule gegen die Achse zu konzentriert -werden. Das Feld ist also an dieser Stelle der Spule konzentriert und verstärkt, wäli- rend der Aussenraum der Spule nahezu feld frei bleibt.
Eine solche Anordnung lässt sieh auch mit Vorteil verwenden, um das Getter- material in einem Vakuumgefäss, beispiels weise einer Elektronenröhre, zu verdampfen; denn dabei ist es oft erwünscht, die Erliit- zung auf den Träger des Gettermaterials zu beschränken und von den -übrigen 'Teilen des Elektrodensystems fernzuhalten.
In Fig.4 ist dargestellt, welche Lage der Glaskolben<B>17</B> und der Glasteller<B>18,</B> mit den Kontaktstilten <B>19</B> einer Elektronenröhre wäh rend des Einschmelzvorganges in dem gestri chelt<B>(16)</B> angedeuteten Feld einer HF-Er- hitzungsanordnung gemäss Fig. <B>3</B> einnehmen sollen. Es ist jedoch einzusehen, dass die Erhitzung vorwiegend am Tellerrand 20- er folgt.
Um unerwünschte Spannungen im Glas zui vermeiden, ist es meist erforderlich, einen gTösseren Teil des Glases in der Nähe der Anschmelzstelle, zweckmässig mit abnehmen der Stärke, vorzuwärmen. Dazu eignet sieh besonders gut ein Ring 21 nach Fig. <B>5,</B> der aus dem eigentlichen Kurzseblussring 2.2 und Zungen<B>23</B> besteht. Zur Durchführung der Vorerwärmung des Glases wird der Ring über den zu verschmelzenden Gegenstand ge schoben.
Das Hochfrequenzfeld erhitzt den Ring 22 bis zum Glühen; durch die Zungen <B>23</B> wird die Wärme in abnehmendem Masse noch auf das angrenzende Material, vorwie gend durell,Strahlung, übertragen, so dass hier ein gleiehmässigesTemperaturgefälle erhalten wird. Derartige Heizorgane können erforder lichenfalls auch auf der andern Seite (in Fig. <B>5</B> nach unten gerichtet) des Ringes 22 vorgesehen sein. Ihre Form kann der Gestalt des Werkstückes sowie der gewünschten Tem peraturverteilung beliebig angepasst sein.
Durch geeignete Formgebung und Anord nung der Hochfrequenzeisenteile kann das Feld in der jeweils gewünseliten Weise aus gestaltet und die Erwärmung entsprechend verteilt werden.
Uni Metallteile, wie beispielsweise die Kon taktstifte im Teller einer Elektronenröhre, mr unerwünschter Erwärmung zu schützen, können diese nach Fig.#6 unterhalb des Tel lers<B>18</B> mit einem zweckmässig geschlitzten Abschirmmantei 2,4 (Schutzring) aus Hoch-- frequenzeisen oder auch in bekannter Weise. mit einem geschlossenen Ring aus gutleiten dem Material, wie Kupfer, umgeben werden.
In Fig. <B>7</B> sind die Windungen der Hoch- frequenzspule mit 25 bezeichnet. An beiden Enden der,Spule sind radial geschlitzte Ringe <B>2,6</B> angeordnet, die aus Hochfrequenzeisen, beispielsweise aus Ferritmaterial, bestehen können. In die Öffnungen der Ringe 26 sind im Bedarfsfalle geschlitzte Rohrstücke<B>27</B> verschiebbar eingesetzt.
Die Zeichnung zeigt nur eines solcher Rohrstücke; es kann jedoch auch in die Öffnung des obern Ringes 2-6 ein gleiches Rohrstück verschiebbar einge setzt sein, wodurch sich dann die wirksame Zone im Spuleninnenrauin beliebig verlagern lässt.
Es ist auch üblich, Verstärkerröhren mit einem in der Regel aus sogenanntem 'Streck metall bestehenden Absehirmkäfig zu ver sehen, der das System im Innern der Röhre umgibt. Bei den bisherigen Verfahren zur I-IoeMrequenzer'hitzung von Verstärkerröhren zeigte es sich oft, dass der obere Rand der artiger Käfige infolge der thermischen Be anspruchung durch die Hochfrequenzerhitzung aufgerissen wurde. Auch dieser Nachteil lässt, sich mit Vorrichtiingen nach der Erfindung sicher vermeiden.
Device for high-frequency heating by means of an inductor and a body interacting with it for concentrating the lines of force. The invention relates to a device for high frequency licensing by means of an Ind-Lik- tors (a work coil) and a cooperating with it,
<B> - </B> body made of ferromagnetic material with high specific resistance (that is, a specific resistance of over <B> 1000 </B> Ohm <B> - </ B > one, especially over <B> 105 </B> Ohm <B> - </B> one) for high frequencies, expediently a ferrite.
The device according to the invention has a disk-shaped body, in particular in the form of a ring, which is arranged on at least one end outside the inductor concentric to its axis in such a way that the plane of the disk is perpendicular or almost perpendicular to that mentioned Axis direction is.
This results in the advantage that the high-frequency field is only effective in a predetermined, limited area and, on the other hand, that the lines of force in the axial direction of the inductor are shielded, which means that certain parts of the workpiece are undesirable Way to be heated.
Such a supply line is particularly useful for melting together individual parts made of insulating material, such as -, glass or ceramic - see materials in which the melting zone must be limited. At the connection point, a material can be provided as an intermediate layer that is heated more quickly in a high-frequency field or has a lower softening point than the material to be connected, whereby a material can be selected for the intermediate layer due to the strong concentration of the high-frequency field,
which is only slightly different from the material to be fused in terms of its electrical and thermal properties. As a result, you are free to choose the material for this intermediate layer. In the manufacture of discharge tubes, such concentrated heating is also well suited for gettering> while avoiding undesired * heating of other individual parts in the tube.
If such disk-shaped bodies are arranged in the same way at the other end of the inductor, apart from the above-mentioned local concentration and shielding in the axial direction, there is still a concentration in a small zone inside the inductor -, - tors.
Annular bodies are expediently used, the rings being provided with a slot (from for example at least <B> 1 </B> now width) in such a way that the ring is open, it must be avoided that it would act as a short-circuit winding .
In a special embodiment in which two ring-shaped bodies are used, at least in the opening of one of the rings, a movable, roller-shaped body made of radio frequency iron, expediently provided with a slot, can be attached.
Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically in the accompanying drawing.
In FIG. 1, a high-efficiency coil is shown cut along its axis in a preferred embodiment, to show that the magnetic lines of force generated by such a coil are not easily controllable over the longitudinal extent of the Coil come into effect.
In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, a preferably slotted ring 2 made of high-frequency iron is arranged at least at one end of such a hoelifrequenzspule <B> 1. </B>, whereby the lines of force <B> 3 - < / B> as indicated <B> - </B> are forced to make their way through the ring 2 made of high-frequency iron, so that there is practically no field below the ring.
The ring 2 must have at least one slot approximately <B> 1 </B> mm wide, since in the other case it would act as a short-circuit winding and would heat up. Such a ferromagnetic ring 2 can also be provided at the upper end of the coil or at both ends if one wants to limit the field upwards or simultaneously upwards and downwards. </B>
Such devices can be used with particular advantage in the manufacture of electrical discharge Lmgsgefässen who the. It has been shown, for example, that the gettering takes place in a significantly shorter time and that. the thermal overloading of other <B> system </B> parts can be perfectly avoided. Thermally endangered parts would be, for example, the oxide cathodes of amplifier tubes.
Devices according to the invention can also be used advantageously in other areas, for example for annealing the lower part or for melting down electrical discharge vessels and the like.
In Fig. 3, a device is shown schematically in section, which is particularly suitable for fusing round objects with one another, for example the glass plate and the glass bulb of an electron tube.
In Fig. 4 it is shown how the mitein other to be fused 'parts of a tube are expediently arranged in the high-frequency field.
Fig. 5 shows a ring that can be used for preheating.
Fig. 6 shows the arrangement of a ring made of high-frequency iron, whereby the contact pins of an electron tube are protected from undesired heating ter.
The coil 4 in Fig. 3 consists of eight copper pipe turns wound in two layers. The ends <B> 5 </B> and <B> 6 </B> of the coil 4 are enclosed in the circuit of a coolant via hose connections (not shown), while at the same time a high-frequency current of, for example, <B> 100 A </ B> is sent through.
The coil 4 is clamped between two insulating layers <B> 7 </B> -and <B> 8 </B>, to which disks <B> 9 </B> and <B> 10 </B> made of high frequency are attached - Connect iron and insulating plates <B> 11 </B> and 12. The arrangement is pressed together and held mechanically by bolts <B> 13 </B> and nuts 14.
The lines of force of the magnetic field of the coil 4 without the disks <B> 9 </B> and <B> 10 </B> would have a course as indicated by the two dashed lines <B> 15 < / B> is indicated. An almost homogeneous field would thus develop in the interior of the coil, so that objects introduced into the field would be heated almost uniformly.
Due to the disks <B> 9 </B> and <B> 10 </B> made of high-frequency iron, however, the high-frequency field is deformed in such a way that the lines of force in the central part of the coil are too concentrated against the axis. The field is therefore concentrated and reinforced at this point on the coil, while the outer space of the coil remains almost field-free.
Such an arrangement can also be used with advantage to evaporate the getter material in a vacuum vessel, for example an electron tube; this is because it is often desirable here to restrict the exposure to the carrier of the getter material and to keep it away from the "remaining" parts of the electrode system.
4 shows the position of the glass bulb <B> 17 </B> and the glass plate <B> 18 </B> with the contact style <B> 19 </B> of an electron tube during the melting process in the dashed lines <B> (16) </B> are intended to occupy the field of an HF heating arrangement according to FIG. 3. It can be seen, however, that the heating mainly takes place at the edge of the plate.
In order to avoid unwanted tension in the glass, it is usually necessary to preheat a larger part of the glass near the melting point, expediently as the thickness decreases. A ring 21 according to FIG. 5, which consists of the actual short circuit 2.2 and tongues 23, is particularly suitable for this. To carry out the preheating of the glass, the ring is pushed over the object to be fused.
The high frequency field heats the ring 22 until it is glowing; through the tongues <B> 23 </B>, the heat is still being transferred to the adjoining material, predominantly through radiation, to a decreasing extent, so that a uniform temperature gradient is obtained here. Such heating elements can, if necessary, also be provided on the other side of the ring 22 (directed downwards in FIG. 5). Their shape can be adapted as desired to the shape of the workpiece and the desired temperature distribution.
By suitable shaping and arrangement of the high-frequency iron parts, the field can be designed in the manner desired and the heating can be distributed accordingly.
Uni metal parts, such as the contact pins in the plate of an electron tube, to protect unwanted heating, can be made with an appropriately slotted shielding element 2.4 (protective ring), as shown in Fig. # 6 below the plate <B> 18 </B> High frequency iron or in a known way. with a closed ring made of a good conductive material such as copper.
In FIG. 7, the turns of the high-frequency coil are labeled 25. At both ends of the coil there are radially slotted rings <B> 2,6 </B>, which can consist of high-frequency iron, for example of ferrite material. If necessary, slotted pipe sections 27 are inserted displaceably into the openings of the rings 26.
The drawing shows only one such pipe section; However, an identical piece of pipe can also be slidably inserted into the opening of the upper ring 2-6, which means that the effective zone in the inside of the coil can be moved as desired.
It is also common to see amplifier tubes with a screen cage, usually made of so-called 'expanded metal, which surrounds the system inside the tube. In the previous methods for I-Ioe frequency heating of amplifier tubes, it was often found that the upper edge of the like cages was torn open as a result of the thermal stress caused by the high-frequency heating. This disadvantage can also be safely avoided with devices according to the invention.