Page - 41 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

2. STANDDERTECHNIK 41 hochfrequenten Strömen. Somit kann auch bei HF-Anwendung eine entsprechend hohe Stromdichte gewährleistet werden. DerWerkstoff Kupfer eignet sich durch seine sehr gute elektrische Leitfähig- keit und gutemechanische Festigkeit hervorragend für den Induktorbau. Durch dieVerwendung von Rohrprofilen kann eineWasserkühlung des Induktors erfolgen, wodurch die Erwärmung des strom- durchflossenenKupferrohres verhindertwird. InAbbildung2.25sindeineReihevonverschiedenenInduktor-undderenAnschlussformendargestellt. Jederhatein individuell emittierendesMagnetfeld.WesentlichenEinflussaufdasentstehendeMagnet- feld und die damit verbundene Heizzone haben jedoch nur die drei unterschiedlichen Anordnungen desRing-, Spulen-undFlächeninduktors. ImWeiterenwerdendie InduktorennachderArtdesdamit Abbildung 2.25:Auswahl an Induktor- und Anschlussformen für die Anwendung zur Platinen- und Laminaterwärmung [79]: (a)Flächeninduktor, (b)Spuleninduktor, (c) koaxialerSpu- leninduktor, (d)Ringinduktor, (e)speziellangepassteInduktor-undAnschlussleitung und (f)Helmholtz-Spule. erzeugtenMagnetfeldes und der Position desWerkstückes relativ zum Induktor unterschieden. Be- findet sich dasWerkstück innerhalb des Induktors, sowird von einem Innenfeldinduktor gesprochen. Diese Art, diemeist durch Spuleninduktoren dargestellt wird, zeichnet sich durch einen hohenWir- kungsgradvon0,5bis 0,9 und einhomogenesMagnetfeld aus [74]. Liegt dasWerkstückaußerhalbdes Induktors, sohandelt es sichumeinenAußenfeldinduktor.DerFlächeninduktor stellt eineSonderform dar, dessenWirkungsgrad zwischen 0,3 und 0,6 liegt.DerWirkungsgradwird neben derMagnetfeld- lage vondemInduktorabstand zumWerkstückbeeinflusst.DieAusbildungdes genauenMagnetfeldes ist jedoch durch die Anordnung der flächigen Spule zumWerkstück und die Anzahl kooperierender Flächeninduktoren (vgl. Abbildung 2.26) geprägt. Die Auslegung undKonstruktion von Induktoren ist nicht zuletztwegenderzeitmangelnder Simulationsverfahren, stark vonderErfahrungdes jeweili- genEntwicklers abhängig. Speziell imHochfrequenzbereich ist ergänzend zur exaktenAuslegung auf die sorgfältige handwerklicheAnfertigungmit geringerForm-undMaßabweichung zu achten.Ebenso muss derAnwendungsfall für die erfolgreicheAuslegung eines Induktors und den damit verbundenen Frequenzgenerator genau bekannt sein. [74] Neben den Auswirkungen hochfrequenter Anwendungen auf die Form des Leiterquerschnittes und der Fertigungsqualität ist zu beachten, dass die hochfrequentenWirbelströme imWerkstück zurBil- dung von Randeffekten neigen [74]. Dies ist auf die sehr hohe Stromdichte im Bereich von Kanten zurückzuführen und kann zu einer raschenÜberhitzung an diesen Stellen führen. Eine schematische Darstellung des Effektes ist inAbbildung 2.27 beschrieben. EinenweiterenUnterschied derHochfre- quenzinduktion zurMittelfrequenzanwendung stellen die kleineren Strombelegungen im Induktor dar [74]. Diese verursachen kleinereVerlustleistungen und ermöglichen dieVerwendung von kleineren In-