Mittel- und Hochfrequenz Erwärmung

SVA Matthias Brunner Au3C
Mittel- und Hochfrequenz Matthias Brunner
BBB
Berufs Bildung Baden
Selbständige Vertiefungsarbeit
von Matthias Brunner
Klasse: Au3C
Abgabedatum: 04. Februar 2005
Mittel- und Hochfrequenz
Erwärmung
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SVA Matthias Brunner Au3C
Inhaltsverzeichnis
Mittel- und Hochfrequenz Matthias Brunner
Seite
1. Vorwort 3
2. Einleitung 4
3. Bedeutung der Mittel- und Hoch-
frequenz Erwärmung 5
3.1 Frequenzbereiche 6
4. Induktives Erwärmen 8
4.1 Grundlagen 9
4.2 Vorteile 10
4.3 Nachteile 11
4.4 Kochen mit der Induktionserwärmung 11
4.4.1 Funktionsweise des Induktiven Kochen 12
4.4.2 Vorteile 12
4.4.3 Nachteile 13
5. Kapazitives Erwärmen 13
5.1 Vorteile 14
5.2 Nachteile 15
6. Schlusswort 15
7. Bibliographie 16
8. Bilder Nachweis 16
9. Glossar 18
9. Schlussbetrachtung 21
10. Anhang 22
10.1 Ehrlichkeitserklärung 22
10.2 Verwendungserlaubnis 22
10.3 Vereinbarung 23
10.3 Arbeitsjournal 24
10.4 Arbeitsplanung 27
10.5 Interview 28
10.6 Internetausdrucke 32
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1. Vorwort
Das Gebiet, der Mittel – und Hochfrequenz Erwärmung besteht seit über 50
Jahren. Das Thema ist auch unter dem Namen Induktives und Kapazitives
Erwärmen bekannt.
Seit Lehrbeginn beschäftige ich mich mit diesem Thema, denn unsere Firma
entwickelt und baut Induktive- und Kapazitive Generatoren für die Industrielle
Erwärmung von Bauteilen, Werkstücken usw.
Seit dem Zeitpunkt, an dem ich von diesem Thema erfahren habe, bin ich sehr
an diesem Gebiet interessiert. Jede Woche erfahre ich wieder erstaunliche
Dinge, die mit diesen Anlagen erreicht werden. Zudem ist mein Lehrbetrieb der
einzige in der Schweiz, der solche Geräte baut. Die langjährigen Erfahrungen
die der Betrieb hat, sind ausserordentlich, wie auch die Kunden, angefangen bei
Siemens, über ABB bis zu bedeutenden Autoherstellern und Kabelfabrikanten.
Das Gebiet der Mittel- und Hochfrequenz Erwärmung ist für mich so
faszinierend weil mit dieser Erwärmungsart viel Energie gespart werden kann
und das wird für die Zukunft immer wichtiger werden, da alle wissen, dass
unsere Energieressourcen nicht von unbegrenzter Dauer vorhanden sind.
Zudem ist es etwas, worüber viele Leute wenig oder gar nichts wissen, darum
will ich eine gute, brauchbare Arbeit erarbeiten, die zu Informationszwecken
genutzt werden kann. Diese Arbeit wird mir technisch auch viel bringen, denn
die Technischen Ausdrücken oder Definitionen müssen so aufgeschrieben
werden, damit auch ein Laie den Durchblick hat und das Ganze versteht. Diese
Erarbeitung vermittelt mir selbst technische Erkenntnisse.
Ich freue mich auf die Arbeit und noch viel mehr darauf, ein gutes Endresultat
zu erzielen.
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2. Einleitung
Zu meinen Zielen zähle ich die Darstellung und Erklärung der Mittel –und
Hochfrequenz Erwärmung, für was sie taugt, und was sie macht.
Insbesondere will ich auf diese Fragen detaillierter Eingehen:
• Technische Entwicklung der Mittel –und Hochfrequenz Erwärmung
Wie war die Entwicklung und Entdeckung der Technik der
Mittel- und Hochfrequenz Erwärmung und wie hat sich diese
Technik im Laufe der Zeit verändert?
• Ökologischer Aspekt der Mittel- und Hochfrequenz Erwärmung
Wie bewährt sich die Mittel- und Hochfrequenz Erwärmung im
Gegensatz zu herkömmlichen Industrieöfen und welche Methode
ist effizienter und braucht weniger Ressourcen?
Während dieser Vertiefung stiess ich auf mehrere Fremdwörtern und
fachliche Begriffe. Da ich es als wichtig empfinde, diese Wörter zu
verstehen, erstelle ich ein Glossar indem die Begriffe erklärt werden.
Die Begriffe, die ausgedeutscht werden, stammen Teils aus dem Buch
„Induktionserwärmung“ und aus dem Elektrotechnik Fachbuch.
Mittel- und Hochfrequenz Matthias Brunner
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3 . Was ist eigentlich Hoch- und Mittelfrequenz
Erwärmung?
Hoch- und Mittelfrequenz Erwärmung ist eine Technik um Werkstücke,
Industrielle Teile, Holz oder ähnliches zu erwärmen.
Dabei unterscheidet man zwischen Induktiven und Kapazitiven erwärmen.
Die Geräte, die das ermöglichen, nennt man entweder kapazitive oder
induktive Generatoren. Sie werden Generatoren genannt, weil früher wurde
die Arbeitsfrequenz, die benötigt wurde um den Erwärmungsvorgang zu
vollziehen, durch einen Generator erzeugt, der über einen normalen
elektrischen Motor angetrieben wurde.
Beim Induktiven erwärmen werden ausschliesslich metallische oder
eisenhaltige Teile erwärmt, wie auch Kohlenstoffhaltiges Material, weil
diese Materialien durch magnetische Feldlinien erwärmt werden können.
Bei Kunststoffen und Holz funktioniert das nicht. Hier kommt die kapazitive
Erwärmung zur Anwendung. Die kapazitive Erwärmung funktioniert mit
Arbeitsfrequenzen von über einem MHz bis und mit in den GHz bereich.
Induktives Erwärmen geschieht mit mittleren Frequenzen, von 1 kHz bis
und mit 200 kHz. Die Obergrenze kann aber mit verschiedenen Geräten
stark variieren, den es kommt darauf an, ob es sich um einen Röhren oder
um einen transistorisierten Generator handelt. Transistorisierte Generatoren
gibt es erst seit einigen Jahren. Davor gab es nur Röhrengeneratoren.
Bild 5:
Auf dem Bild links ist ein
alter Röhrengenerator
abgebildet. Dieser wurde
noch von der BBC
gefertigt.
Bild 6:
Auf dem Bild rechts ist
eine Elektronenröhre
abgebildet, die das Herz
eines Röhrengenerators
darstellt. Diese Röhren
erzeugten in den alten
Generatoren die Arbeitsfrequenz.
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Bild 7:
Bild links. Dank diesem Bauteil ist es
möglich die heutigen Generatoren
viel kleiner zu fertigen. Dieses
Bauteil nennt man IGBT, ein
Halbleiterelement. Das ist nichts
anderes als ein Transistor. Das
spezielle an einem IGBT ist, dass er
sehr hohe Ströme schalten kann.
Mit den Röhrengeneratoren konnten im MHz Bereich arbeiten. Diese
Frequenz mit einer Leistung von mehr als 10kW bleibt heutzutage ohne die
Röhrentechnologie immer noch unerreicht. Die Halbleiter der heutigen
Generationen können höchsten mit ca. 250kHz betrieben werden.
3.1 Frequenzbereiche:
In dieser Arbeit geht es hauptsächlich um Mittel- und Hochfrequenz. Ab
welchen Bereich man von Mittelfrequenz und ab wann von Hochfrequenz
gesprochen werden ist international nicht klar definiert. Aber im Umgang
mit den Frequenzen geht man davon aus:
Niederfrequenz: 0- 1 kHz
Mittelfrequenz: 1- 30 kHz
Hochfrequenz: 30 kHz- 300 MHz
Mikrowelle: 0.3- 300 GHz
Der Frequenzbereich von 0- 1kHz wird auch als statisch Bezeichnet. Als
Niederfrequenz kann auch der Bereich von 0- 30kHz gelten.
Auf die Niederfrequenz und auf die Mikrowellen wird in dieser Arbeit nicht
näher eingegangen.
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Bild 3:
Auf diesem Bild ist
die Aufteilung der
gesamten
Frequenzbereichen
ersichtlich.
Im Mittleren
Bereich:
Mikrowellen 0.3-
300GHz
Im untersten
Bereich:
Netzfrequenz 50 Hz
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4. Induktives Erwärmen
Die Induktionserwärmung wurde für die industrielle Fertigung schon Ende
des 19. Jahrhunderts eingeführt. Am Anfang wurden diese Anlagen mit
Netzfrequenzen betrieben (50 Hz), später wurden Maschinen- (0.1- 30kHz)
und Röhrengeneratoren (3- 300MHz) für höhere Frequenzen entwickelt.
Nach den ersten Versuchen wurde erkannt, dass die Induktionserwärmung
nicht nur für reinen Glüh- und Schmelzprozessen geeignet ist, sonder auch
für besondere Oberflächenwärmebehandlungsverfahren anzuwenden.
Heutzutage wird induktives Erwärmen zum Härten, Glühen, Schmelzen,
Löten und zum Schweissen eingesetzt. Aber die Entwicklung und die Suche
nach neuen Anwendungen ist bis heute noch nicht abgeschlossen und wird
vielleicht auch nie abgeschlossen werden können, den mit neuartigen
Materialien oder auch Behandlungsmöglichkeiten von organischen Zellen
kommen immer neue mögliche Einsatzgebiete dazu.
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Bild 9:
Auf dem Bild links ist ein Generator der
neuesten Generation (Mit
Halbleitertechnik) abgebildet. Dieser
Generator ist um ein x- Faches kleiner
als ein Röhrengenerator, Siehe Bild 5,
Seite 5. In Zukunft wird es möglich
sein, diese Generatoren noch kleiner zu
fertigen.
Die Induktionserwärmung erfolgt mit Mittel- und Hochfrequenz, das heisst
mit 1kHz bis 300MHz.
Für das Übersetzten von der Energie aus dem Generator in das Werkstück ist
ein Induktor oder eine Spule erforderlich. Diese bestehen immer aus dem
Material Kupfer und sind meistens Wassergekühlt, da sonst der Induktor
oder die Spule davon schmelzen würde.
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4.1 Grundlagen:
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Bild 1:
Hier ist ein schönes
Beispiel einer
erwärmten Welle zu
sehen, die innerhalb
von
zwei Minuten auf
1500 grad Celsius
erwärmt wurde.
Solch eine Welle
gleichmässig zu
erwärmen geht nur
wenn sie rotiert.
Wird eine Spule von einem Wechselstrom durchflossen, so baut sich herum
ein elektromagnetisches Feld auf. Wird in diese Spule ein Werkstück
gebracht, so wird in das Stück eine Spannung induziert die einen
Wechselstrom zur Folge hat. Dieser Wechselstrom wirkt als Wirbelstrom.
Ist dieser Strom hoch genug, so wird das Werkstück bis zum Schmelzen
erwärmt.
Die Wärme wird demnach unmittelbar im Werkstück erzeugt. Sie braucht
nicht wie bei herkömmlichen Erwärmungen durch Konvektion, Strahlung
oder Wärmeleitung in das Werkstück übertragen zu werden.
Das Werkstück kann praktisch als Sekundärseite eines Transformators
angesehen werden. Ein Transformator überträgt normalerweise von der
Primärseite Energie in die Sekundäre. In unserem Fall wird die Energie von
der Primärseite ins Werkstück übertragen. Diese wirken sich im Werkstück
als Wirbelströme aus. Siehe Bild 4.
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4.2 Vorteile:
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Bild 4:
Auf dem Bild sind mit grüner Farbe die Feldlinien
eingezeichnet, die eine normale Zylinderspule, wie
sie abgebildet ist, erzeugt. Werden diese Feldlinien
durch ein Eisenstück gestört, so entstehen in diesem
Wirbelströme. Diese Wirbelströme erzeugen im
Eisenstück Wärme. Das geschieht nach dem gleichen
Prinzip wie die Reibung. Die Tausenden einzelnen
Wirbelströme reiben sich alle gegenseitig und
Reibung verursacht bekanntlich Wärme.
Erwärmungsart Leistungsübertragung
in W/cm*cm
Konvektion (Wärmemitnahme durch
Molekularbewegung)
0.5
Strahlung (Elektroofen, Muffelofen) 8
Berührung, Wärmeleitung
(Kochplatte, Salzbad)
Flamme (Brenner) 1´000
Induktionserwärmung 30´000
- Mit der Induktiven Erwärmung kann man die Wärme, die zugeführt
werden sollte, sehr genau dosieren.
- Die Wärme kann viel schneller dem Werkstück zugeführt werden als mit
herkömmlicher Strahlungserwärmung. Dies kann bis zu einem Faktor
von 1000 besser sein.
- Es können Teile erwärmt werden, die unzugänglich sind, zum Beispiel
Metallteile, die eingebettet sind, in Holz, PVC oder in einem Vakuum.
- Induktive Anlagen haben einen viel geringeren Platzbedarf als
Strahlungs- Erwärmungsanlagen.
- Durch das, dass die Wärme im Material selbst entsteht, ist die
Wärmestrahlung sehr klein.
- Durch das Wegfallen von starkem Schutz- und Rauch herrschen bessere
Arbeitsbedingungen als mit herkömmlichen Erwärmungsanlagen.
- Die Induktive Erwärmung hat einen viel höheren Wirkungsgrad, durch
kleinere Wärmeverluste und
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4.3 Nachteile:
Nachteile oder grosse Problemen können auftreten, wenn in der Nähe des
Induktors sich metallische Teile befinden. Diese könnten ungewollt auch
stark erwärmt werden, denn das Feld befindet sich nicht nur dort, wo es sein
sollte sondern rund um den Induktor herum.
Um dieses Problem ein bisschen aus dem Wege zu gehen, müssen für
Befestigungen und andere Teile, die sich drum herum befinden, aus nicht
magnetischen Stoffen bestehen.
4.4 Kochen mit der Induktionserwärmung
Bei diesem Verfahren handelt es sich um Induktionsherde oder
Wirbelstromherde, die ein rasches und energieeffizientes Kochen von
Lebensmitteln ermöglicht.
Diese Technik wird schon seit vielen Jahren von Professionellen Köchen
eingesetzt und mittlerweile findet sie auch den Einzug in den
Privathaushalten.
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Bild 2:
Auf diesem Bild
sieht man die
Schematische
Darstellung eines
Induktionsherdes.
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4.4.1 Funktionsweise des Induktiven Kochen
Anders als bei herkömmlichen Herdplatten erzeugt die Induktion Wärme
durch ein elektromagnetisches Feld direkt im Topfboden. Vorausgesetzt
dass der Topf aus magnetisierbarem Material wie Gusseisen oder
magnetischen Edelstahl besteht. Ansonsten ergibt sich ein sehr schlechter
Wirkungsgrad.
Während des Heizvorganges erwärmt sich die Keramikplatte nur indirekt
durch die Wärme des Topfes. Unter der Keramikplatte befindet sich eine
Induktionsspule die aus Kupfer besteht. Diese Spule überträgt die Energie
wie ein Transformator in den Topf. Da der Topf nur aus einer Fläche besteht
ergibt sich einen Kurzschluss. Dieser erwirkt dass die elektrische Energie in
Wärme umgewandelt wird.
Die Energieeinsparung besteht hauptsächlich aus zwei Effekten:
- es entstehen fast keine Wärmeverluste in die Kochplatte und
- eine kürzere Ankochdauer, was eine kürzere Kochzeit erwirkt.
B
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Bild 8:
Auf diesem Bild ist eine
Flachspule abgebildet.
4.4.2 Vorteile von Induktionsherden zu herkömmlichen
Elektro- und Gasherden
• Mit dem Induktionsherd kann ca. 30% Energie gespart werden
• Die Kochzeit ist deutlich kürzer, denn es müssen nicht zuerst die
Kochplatten und Heizspulen erwärmt werden.
• Die Glaskeramikplatte wird nur durch die Abwärme des Topfes erwärmt.
Es besteht eine stark reduzierte Verbrennungsgefahr und verschüttetes
Kochgut brennt nicht stark ein.
• Gewisse Induktionsherden erkennen die Breite eines Kochtopfes und
wärmen nur den nötigen Teil und schalten selbständig ab, sobald der Topf
entfernt wird.
• Manche Geräte bieten individuelle Programmiermöglichkeiten.
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4.4.3 Nachteile
• Induktionsherde sind teurer
• Es sind Töpfe mit Eisenboden- oder –Einlagen erforderlich
• Billigere Geräte haben einen hohen Standby- Verlust von bis zu 2 Watt
5. Kapazitives Erwärmen
Für Holztrocknung und Holzverleimung sowie für Lacktrocknung kann die
Kapazitive Erwärmungstechnik eingesetzt werden. Es gibt noch viele
weitere Einsatzgebiete, aber das sind die gebräuchlichsten.
Bei diesen Anwendungen verkürzt die Hochfrequenz Technik die
Wärmprozesszeiten erheblich.
Ein Beispiel zeigt die Furnierpresse (Presst kleine Holzstücke Mithilfe von
Leim, der unter Druck und Wärme seine Wirkung zeigt). Mit
herkömmlichen Erwärmungsmethoden werden die zwei Platten, die auf dem
Holz aufliegen, erhitzt. Das Material (das Holz in der Presse) wird von
aussen nach innen erhitzt. Nachteil: Bevor irgendeine Klebefuge mit der
nötigen Wärme versorgt wird, müssen mehr oder weniger grosse
Holzvolumen auch durchwärmt werden.
Genau umgekehrt verhält sich das Ganze bei der Anwendung von
Hochfrequenz. Bei dieser wird das Holz von innen nach aussen erhitzt und
die unnötigen Holzerwärmung hält sich in Grenzen.
Diese Technik wird schon seit Jahrzehnten eingesetzt. Die
Anschaffungskosten einer solchen Anlage ist sehr hoch, was viel Firmen
dazu bewegt, herkömmliche Erwärmungsmethoden vorzuziehen.
Kleine Nebeninfo:
Anfangs Dezember 04 brannte im Aargau eine Holzfabrik vollständig ab.
Die Brandursache war ein technischer Defekt an einer
Hochfrequenzholzverleimungsanlage. Aufgrund von den hohen Spannungen
die im Generator herrschen, ist ein entzünden von brennbaren Materialien
innerhalb vom Generator möglich. Dies kann nur der Fall sein, wenn der
Generator nicht genug gut abgedichtet oder mit keiner Qualität ausgeführt
worden ist.
Wären die Sicherheitsstandarte und Sicherheitsvorschriften einwandfrei
ausgeführt worden, wäre es sehr wahrscheinlich nicht zu einer Katastrophe
gekommen.
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Bild 10:
Auf dem Bild ist ein
kapazitiver Generator
von der Firma
Plustherm Point
GmbH abgebildet.
Dieser wird in einer
Holzverleimungungsanlage
verwendet.
Kapazitive Generatoren arbeiten nur mit Hochfrequenz. Es sind spezielle
Frequenzbänder für industrielle Anwendungen vom Gesetz vorgeschrieben,
damit Funktionsstörungen durch die Hochfrequenz vermieden werden. Die
Frequenzen 13.56 MHz, 27.12 MHz, 40 MHz, 68 MHz, 2450 MHz,58000
MHz, 24125 MHz sind für industrielle Anwendungen nach Europäischer
Norm EN 55011 freigegeben.
Kapazitive Generatoren können auf dem Stand der heutigen Technik und mit
Leistungen von mehr als 10 kW nicht auf die Röhrentechnologie verzichten,
da es nicht möglich ist, mit den heutigen Halbleitern diese Werte zu fahren.
Der Unterschied zwischen Kapazitiven und Induktiven Erwärmen liegt
darin, dass mit dem Kapazitiven Erwärmen keine Spulen oder Induktoren
nötig sind. Die Energie wird über zwei Elektroden am Generator übertragen,
dass sind einfach zwei leitende Metallflächen, z.B. bei der Verwendung
einer Presse könnten die zwei Pressflächen die Funktion der Elektroden
übernehmen.
5.1 Vorteile des kapazitiven Erwärmen:
- Erhöhte Produktionsgeschwindigkeit (Wärme kommt von innen nach
aussen).
- Dank heutigen Mikroprozessoren kann die benötigte Leistung sehr genau
dosiert und reguliert werden.
- Gleichmässige Qualität
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5.2 Nachteile:
- In Kapazitiven Generatoren herrschen sehr hohe Spannung von mehr als
einem Kilo Volt (kV).
- Kapazitive Generatoren sind sehr teuer.
6. Schlusswort
Mittel- und Hochfrequenz Erwärmung ist ein Verfahren um Werkstücke zu
erwärmen. Es wird dabei unterschieden zwischen Induktiven und
Kapazitiven Erwärmen. Die Geräte, die dafür eingesetzt werden, nennt man
induktive-oder kapazitive Generatoren.
Entstanden war diese Verfahrenstechnik am Ende des 19. Jahrhunderts, als
die ersten Transformatoren aufkamen. Den in den Transformatoren kommt
es zu Wirbelstromverluste und dieser Effekt wird in der
Induktionserwärmung ausgenützt.
Die Frequenzbereiche der Mittel- und Hochfrequenz sind wie folgt
aufgeteilt: Die Mittelfrequenz beginnt mit einem kHz und hört bei 30 kHz
auf und die Hochfrequenz fängt bei 30 kHz an und geht bis zu 300 MHz.
Die induktiven und kapazitiven Generatoren sind im Laufe der Zeit viel
billiger und kleiner geworden, dies ist der modernen Halbleitertechnik zu
verdanken.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrieöfen sind Induktive- und
Kapazitive Anlagen viel effizienter, denn sie können viel mehr Wärme in die
Werkstücke übertragen als zum Beispiel eine Gaserwärmungsanlage.
Dadurch können Unmengen von Energie und nicht erneuerbare Brennstoffe
gespart werden und hohe Schadstoffemissionen können durch die Mittel-
und Hochfrequenz Erwärmung vermieden werden. Darum sehe ich noch ein
gewaltiges Wachstumspotential in dieser Technik und denke, dass der
weltweite Markt für diese Generatoren noch erheblich zulegen wird.
Persönlich stehe ich vollkommen hinter dieser Verfahrenstechnik, denn ich
bin der Meinung, dass alles unternommen werden sollte, um Energie und
Ressourcen zu sparen. Wenn es mein Schicksal zulässt, will ich auch dafür
sorgen, dass diese Technik weiter verbreitet und verbessert wird. Vor allem
nimmt es mich auch wunder, wie sich das Ganze in Zukunft entwickeln wird
und wie es gegen andere Erwärmungstechniken ankommt. Die Frage, wie
die Starkstromhalbleitertechnik in Zukunft aussehen wird ist auch noch ganz
offen. Es wird sich in Zukunft weiterhin noch vieles ändern und ich freue
mich, wenn ich das miterleben darf.
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7. Die Bibliographie
Ing. Günter Benkowsky: Induktionserwärmung.
VEB Verlag Technik Berlin, 1972.
BAG Strahlenschutz, Kochen mit Induktion.
http://www.bag.admin.ch/... Version 15.01.2005
Energie und Bildung, Induktionsherde.
http://www.energie-bildung.de/... Version 20.01.2005
Plustherm Point GmbH
http://www.plustherm.com/... Version 31.01.2005
Betriebsinterne Dokumente von meinem Lehrbetrieb.
- Betriebshandbücher
- Dokumentationen
- Dokumente für Präsentationen
Fachkunde Elektrotechnik
Europa Lehrmittel, 23. Auflage 2002
8. Bilder Nachweis:
Titelbild: Bild vom Geschäftsserver von Plustherm Point
GmbH
Bild 1: Bild vom Geschäftsserver von Plustherm Point
GmbH
Bild 2: Homepage: http://www.physik.uni-muenchen.de
Bild 3: Homepage: http://www.udo-leuschner.de
Bild 4: Bild vom Geschäftsserver von Plustherm Point
GmbH
Bild 5: Bild selber im Lehrbetrieb gemacht
Bild 6: Bild selber im Lehrbetrieb gemacht
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Bild 7: Bild selber im Lehrbetrieb gemacht
Bild 8: Bild selber im Lehrbetrieb gemacht
Bild 9: Bild vom Geschäftsserver von Plustherm Point
GmbH
Bild 10: Bild vom Geschäftsserver von Plustherm Point
GmbH
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9. Glossar
A Gross A, Abkürzung für Ampere
Abschrecken Beschleunigtes Abkühlen eines Werkstücks in Luft
Wasser, ÖL oder Emulsionen zum Härten,
Anwendung vor allem beim Stahl.
Ampere Stromstärke wird in Ampere ausgedrückt.
Anode Positive Elektrode von Röhren oder Batterien, an
der die negativen Ladungsträger aus dem Gas oder
Vakuum oder aus einer Flüssigkeit auf einen festen
Leiter übertreten.
BBC Ehemalige Firma Brown- Bowery & Co. Heute als
ABB bekannt.
Feldlinien Zeigen den Verlauf der magnetischen Kräfte auf.
Flammhärten Härten von Werkstücken nach oberflächigem oder
durchgreifendem Erwärmen mit einer
Brennerflamme.
Frequenz In Physik und Technik bei Schwingungsvorgängen
Zahl der Schwingungen in der Sekunde.
Masseinheit: 1 Hz= 1 Schwingung in 1 Sekunde.
Glühen Erwärmen und Halten eines Werkstücks auf eine
bestimmte Temperatur, mit nachfolgendem, in der
Regel langsamen Abkühlen.
Härten (Luft-, Warmbad-, Öl- oder Wasser) Erwärmen auf
eine Temperatur über einen bestimmten
Umwandlungspunkt, dann ein sofortiges Abkühlen,
mit einer solcher Geschwindigkeit, dass oberflächig
oder durchgreifend eine hohe Härtesteigerung
eintritt.
Halbleiter Sind Stoffe, die mit ihren elektrische Leitfähigkeit,
zwischen den Leitern und den Nichtleitern liegt.
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Sie werden für Bauelemente der Elektronik
verwendet. Halbleiterstoffe sind z.B. Silicium und
Germanium.
Induktive Anlagen Anlagen die auf einen Induktor ein Mittelfrequentes
Spannungswechselfeld legen.
Induktor Wärmewerkzeug, das zur Energieübertragung auf
das zu erwärmende Werkstück erforderlich ist. Der
Induktor wird der aufzuheizenden Werkstückfläche
angepasst, darf aber nirgends anliegen, da sonst
einen Kurzschluss entstehen würde.
Kilo Technisch Kilo steht für 1´000.
kHz Abkürzung für Kiloherz
Kapazitive Anlagen Anlagen, die zwei Elektroden haben und zwischen
diesen beiden entsteht ein Hochfrequentes-
Spannungswechselfeld.
Kondensator Bauelement, bestehend aus zwei elektrisch
leitenden Flächen, die durch einen isolierenden
Stoff (Dielektrikum) getrennt sind. Der
Kondensator hat die Eigenschaft, bei Anlegen einer
Spannung elektrische Ladung zu speichern.
Mega Mega steht für 1'000'000
MHz Abkürzung für Megaherz.
Netzspannung Netzspannung ist die Spannung, die man aus der
Steckdose bezieht, diese beträgt 230V und 50 Hz
Transistor Elektronisches Bauelement, dass ein Signal
schalten oder Verstärken kann.
V Gross V, Abkürzung für Volt.
Volt Spannung wird in Volt angegeben.
Watt Abgekürzt gross W. Steht für elektrische Leistung.
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Wirbelströme Wirbelströme sind elektrische Ströme, die in
massiven Leitern oder Eisenstücken durch
Induktion entstehen. Dies geschieht nur, wenn sich
diese Teile in einem magnetischen Feld bewegen
oder von einem Wechselfeld erfasst sind.
Wirkungsgrad Verhältnis der Nutzleistung zur aufgewendeten
Leistung. Dieser Wert ist immer kleiner als 1 oder
100%.
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10. Schlussbetrachtung
Mit der Wahl des Themas habe ich mich am Anfang sehr lange herum
geschlagen, denn mir fiel einfach kein Thema ein, dass ich für eine
Selbständige Vertiefungsarbeit nehmen konnte.
Erst gegen Ende kam ich auf die Idee, eine Arbeit über die Mittel- und
Hochfrequenz Erwärmung zu schreiben. Seit Lehrbeginn umgibt mich
dieses Thema im Lehrbetrieb und diese Arbeit gab mir die Möglichkeit,
mehr Hintergrundwissen über das gesamte Geschehen zu verschaffen. Jetzt
bin ich auch in der Lage, das Funktionsprinzip, die Entstehungsgeschichte
und die Entwicklung der Induktiven- und Kapazitven Generatoren zu
erklären oder vertraut zu machen.
Diese Arbeit war kein Kinderspiel, denn die Informationen musste ich
richtiggehend zusammenkratzen. Im Internet fand ich einiges, aber vieles
musste ich von Mitarbeitern in Erkenntnis bringen. Aus einem Buch, dass
speziell für die Anwendung von Induktionserwärmen geschrieben wurde,
erwies sich auch noch als sehr hilfreich.
Einen Fehler habe ich begannen und wird auch daraus lernen, ich habe mit
dem Hauptteil dieser Arbeit viel zu spät begonnen, hatte immer alles Woche
für Woche hinausgeschoben und kam am Schluss noch total in Stress. Auf
alle Fälle beginne ich die richtige SVA viel früher, damit ich meine Freizeit
auch in den letzten beiden Wochen noch geniessen kann.
Beim Interview wurde ich sehr grosszügig von meinem Chef unterstützt, der
auch ein grosses Interesse an meiner Arbeit zeigte.
Die Betreuung von Frau Nyack war sehr hilfreich und konnte bei jeder
Fragestellung sofort Auskunft geben und zeigte grosses Interesse an meiner
Arbeit.
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Ehrlichkeitserklärung
Hiermit erkläre ich, dass die vorliegende Arbeit von mir und ohne
unerlaubte Beihilfe verfasst worden ist.
Dättwil, 31. Januar 2005 Matthias Brunner
(Bereits bestehende Selbständige Vertiefungsarbeiten zählen inhaltlich zu
den unerlaubten Grundlagen.)
Weiterverwendung der SVA
Hiermit bestätige ich, dass die vorliegende Arbeit als Demonstrations-
Beispiel verwendet werden dar.
Dättwil, 31. Januar 2005 Matthias Brunner
Mittel- und Hochfrequenz Matthias Brunner
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