专利名称：用于感应线圈的托架、感应加热器、感应炉以及制造感应加热器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于感应线圈的托架，尤其是该托架具有扁平的或浅的结构，还涉及一种感应加热器和一种制造这种感应加热器的方法以及一种感应炉(induction hob)。
背景技术：
例如，根据US5,686,006可以知道，在感应炉的感应加热器的情形下，将线圈导线以单层形式缠绕到一个具有预制的开槽或者槽状凹部的托架上，该线圈导线例如是通过粘接来固定的。
发明内容
本发明的目的是提供一种上述托架，一种感应加热器以及一种制造感应加热器的方法，以消除现有技术的缺点，尤其是能使感应线圈的制造简单化，并且能精确地限定感应线圈的形状和结构。
上述问题由一种用于感应线圈的托架来解决，所述托架具有在一区域内或者沿一平面延伸的、基本上为扁平的结构，并具有上支承装置和下支承装置，所述两个支承装置被机械地互连且形成狭窄的间隙，以便在所述两个支承装置之间导入感应线圈。此问题还可以由一种具有感应线圈和上述托架的感应加热器与一种具有上述感应加热器的感应炉一起来解决。此外，此问题还可以由一种制造具有托架的感应线圈的方法来解决，该托架具有在一区域延伸的、基本上为扁平的结构，并且具有上支承装置和下支承装置，所述两个支承装置被机械地互连。它们形成狭窄的间隙用以导入感应线圈，从托架的径向内部开始，将线圈导线缠绕到位于所述支承装置之间的间隙内，该缠绕是沿径向从内部向外部进行的。对本发明的有利和优选改进构成了其它权利要求的主题，并将在下面更加详细地描述。为了明确的表述，将权利要求中的术语当作说明书内容的一部分。在下文中，对于既描述了托架又描述了感应加热器以及制造方法那些特征中的一部分仅仅提及一次。然而，这些特征可相互独立地应用于托架、感应加热器及其制造方法。
所述托架具有上支承装置和下支承装置，两者间形成狭窄的间隙。例如，它们可以构造成基本上为板状或者构造成平面形式。感应线圈被导入或插入到所述狭窄间隙内，所述间隙也可以是一种很深的凹槽的形式。优选地，感应线圈是由连续的线圈导线形成的，特别有利的是，这种线圈导线是一种相当粗的多股线。优选地，线圈导线与外部或各股线之间的绝缘是采用一种类似清漆的涂层实现的，而不是类似涂层的塑料套。特别有利的是，线圈导线是以这样的方式被缠绕到该间隙内的，即最终形成的感应线圈是单层形式。
优选使用单层感应线圈，尤其是在这样的情况下，即两个支承装置的相互间距或者所述间隙与线圈导线的粗度相同，并且线圈导线在轻微的夹紧作用下被放置于该间隙内。这就使得能够将线圈导线或者各个绕组固定就位，，以使感应线圈或感应加热器获得稳定的、持久的结构。这里无需其它粘结剂或者夹具。
可以将托架制造成为一子组件或者基本上或完全由一单一零件制造。所述支承装置可以被连接到一连接件上，该连接件最好是被成形在中心区域。因而在缠绕或导入线圈导线之前或之后，复杂的装配步骤就没有必要了。它可以由塑料制成。可选择地，至少下支承装置可以包含铁磁材料，或者比如可以是径向方向上的条带形式，或者可以包括相同材料并且特别是这也应用于上支承装置。从而，磁场能被转向，而且以这种方式改变了感应线圈的总电感。
所述支承装置形成有利的支承表面，支承表面限定了所述间隙从而限定了感应线圈或线圈导线所要导入的空间。对于支承装置的结构或者由它们形成的支承表面，可以存在多种不同的可能性。首先，可以以完整表面的方式构造它们或者将它们构造成封闭的支承表面。比如这使得能够构成一种很稳定的托架。还可以使其中至少一个支承装置或者支承表面具有开槽和/或开口。它们能够完成多种功能，这将在下文进行描述。比如，开口可以用作通风孔来冷却感应线圈。还可以节省材料和减小重量。比如，具有开口的支承装置的结构可以构造成一种辐条轮的形式，线圈导线接合在轮辐上。对于有利的制造方法也存在进一步的可能性，下文将对这些可能性进行更加详细的描述。
所述支承表面中的至少一个或两个可以以基本上为平面的方式构造或者构造成没有隆凸部。或者是，可以在至少一个支承表面上设置一排隆凸部。它们可以以隔离件或导槽或预制路径的形式来限定线圈导线的路径。假如要精确限定绕组的相互位置，尤其是假如绕组之间不应该相互接合而是应该具有一定的间距时，这是特别有利的。这些隆凸部可以具有一种长型结构并且沿着线圈绕组或者间隙延伸。然而，为了节省材料，它们也可以包括一排相邻的隆凸部，用于限定所述螺旋形路径。
所述隆凸部可以伸出到支承装置的支承表面之上，直至对线圈导线形成一定阻挡。然而，在引导或者缠绕线圈导线时，仍必须能够以一定的作用力压着该线圈导线，使其穿过变窄的横截面而进入到内部的线圈区域中或者支承装置之间的间隙内。尤其是，一种多股线圈导线在这里提供了有利的可变形性。贯穿隆凸部的间隙横截面的减少量可以在约10-20％之间。对于形成足够的位置固定来说，这也被认为是合适的。
由这些隆凸部预先确定的所述感应线圈或者线圈导线的路径可以是这样的，即，在中心区域，在相邻的绕组之间或者没有间距或者具有很狭窄的间距。此间距可以朝着外部的方向增加，这是因为这能够限定感应加热器的功率密度的类型。
两个支承装置在中心件上或者中心区域的互连可以是整体的，如前所述。此外，在缠绕感应线圈之后有还可能在外部区域内提供其它的连接机构或者固定装置，因为此后该间隙不再是可通过的了。一个位于中心的连接件可以具有开口或者孔，以便致使所述中心区域是可通过的。比如，可以将温度传感器引入所述开口或孔中，并测量感应线圈上方的温度。尤其是当在感应炉中使用感应加热器时，这是有利的，以便测定感应线圈上方的玻璃陶瓷热板的温度，或者间接测定放置于其上的烹饪器皿的温度。该连接件也可能具有用于固定温度传感器的紧固装置，比如具有锁紧突起或凹槽。
在托架的外部或者顶部可以成形出隔离件或者类似物。借助于它，尤其是可以以精确限定的间隔将该托架施加到玻璃陶瓷板的底面，以便特别地作为感应炉中的感应加热器。
根据本发明的进一步改进，上述开口或者孔可以被构造在至少一个支承装置中并且被用于将隔离件从外部导入该间隙内。假如感应线圈中并排的绕组之间具有一定的相互间隔，这是特别有利的。从而，在缠绕一条绕组之后，在它的径向外部上可以插入隔离件。当从外部将隔离件穿过其中一个支承装置而被插入时，它不阻碍线圈导线的导入。优选地，所插入的隔离件接合在内层绕组上或者限定了外层绕组的径向间距。所述隔离件尤其可以是杆状或者突起状。特别有利的是，它们接合在两个支承装置内并且从而被固定就位。当感应线圈被缠绕时，它们能够保持在托架内以形成一种永久的感应线圈布局。
除了目前的感应线圈之外，还可以在托架上(比如在托架的底面)提供铁氧体。尤其是，它们是相对的扁平而且具有一种轮辐状或者径向结构。它们可以被导入、固定或者粘接在托架底面上的相应容座内。
在制造感应线圈的过程中，从径向内部开始缠绕。因为从径向内部开始缠绕时必须形成连接的可能性，因此在其中一个支承装置上可以设置开口或者通道，通过它可以使感应线圈的线圈导线的起始端通向外部。为了使线圈导线的通道简单化，所述通道可以被扩大。优选地，它是长型的或者是宽的开槽的形式，其径向延伸到外部区域，尤其是延伸到外部边缘之前或者甚至穿过后者。结果，线圈导线的通道就相对简单了。此外，这种径向延伸的开槽不会阻碍对单个周向延伸的线圈绕组的支承，因而基本上与之成直角。如前所述，这种开槽还可以起到诸如冷却气流供给源等的作用。
在将感应线圈或者线圈导线的一端导入之后，就可以开始实际的缠绕程序。对此存在有多种可能性，特别是线圈导线供给源被固定而托架旋转。通过精确地限定支承装置之间的间隙高度或者通过上述隆凸部，就可能借助于夹紧作用将线圈导线足够精确地固定在位。这样，就能制造感应线圈而无需粘接或者其它固定方式了。
从权利要求书、说明书和附图中可以获知这些和其它特征，各个特征(无论是单独地还是以组合的形式)都可以在本发明的一个实施例中和其它领域中得以实现，并且可表示出所要求保护的有利的、可独立保护的结构。将本申请再细分成单独的部分以及小标题决不对下面所作描述的总有效性构成限制。
在附图中示意性地示出了本发明的实施例，其中图1是托架的横截面图，其具有不同的结构可能性或者细节；图2是对应于图1的托架，其已缠绕了感应线圈；
图3是具有感应加热器的感应炉的横截面图，其中在一个玻璃陶瓷热板的下面放置有一个与图2所示相应的感应线圈。
具体实施例方式
图1以示例方式示出一种感应线圈11，并举例说明各种可能的结构。感应线圈11具有托架12。它包括作为上支承装置的上板14以及作为下支承装置的下板15。这两块板14和15由中心件16连接，特别是，整个托架12被构造成整体，比如由塑料制成。
在中心件16中设有作为长型孔的中心凹部18，它能够起到多种作用，其中包括用作温度传感器的通道，以便将温度传感器接合在位于其上方的热板上。它还用作冷却气流的通道。该中心凹部18还节省了材料。
还可以在两块板14和15中之一的表面上或者在两块板上设置具有中间辐条21的通风孔20。比如它们可以被形成为径向指向的开槽。除了具有改善的通风功能之外，它们还可以节省材料。还可以在此处向板14和15之间的线圈导线绕组供电。由于板14和15的辐条21也位于通风孔20之间，就确保了对绕组30有充足的支承或者定位。比如，还可以将上板14上的通风孔20设置成使之相对于下板15上的通风孔偏离。在此情形下，辐条21和外周缘构成了合适的支承面用以支承绕组30。
在托架12的右侧，以示例的方式示出通风孔是如何以开槽22的形式通过右手侧或者向边缘敞开的。感应线圈或者绕组30的内连接端能以特别有利的方式从侧面导入这样的开槽内。
在托架12的左手侧区域，示出如何为隔离件26设置孔24。所述孔24作为孔24a穿过上板14并作为孔24b部分地延伸到下板15内。隔离件26被插入所述孔24中，优选地通过夹紧方式来插入。从出口处，这是在将内层绕组30导入到隔离件26的右侧之后进行的。然后，从外部，下一个外层绕组30被缠绕到隔离件26的左手侧，从而在两个绕组之间保持该隔离件厚度的间距。随着孔24的位置或者隔离件26的厚度的不同，有可能改变并排的绕组之间的间距。
在右手侧区域示出了针对隔离件26的一种可选方法，其中，感应线圈的中心区域的绕组30是直接并排或者相互接触的。大致从半径的一半处开始设置隆凸部28，在图示的实施例中显示出，它们被形成在由下板15所构成的支承表面上。随着绕组的半径增大，隆凸部28变得更宽。从而，并排绕组30的间距增加，这可以用来减小径向外部区域内的功率密度。
作为一种改进，隆凸部28可以是纵向的隆凸部形式，它们具有与各个绕组30的路径相对应的螺旋形结构。它们可以是连续的，或者可以被构造成具有相互间距的沿着一假想线设置的成个体的隆凸部，结果便为每一个单个绕组形成了直线型或线性止挡。
隆凸部28的高度最好是这样的，在将线圈导线31或者绕组30导入时，它们是被从径向外部导入的。它们被用足够的作用力导入，以致于它们刚好克服足够的隆凸部28的作用，以使它们能沿着正确的轨迹延伸。所述隆凸部28可以被设计为扁平的中心突起。最好是，如图所示，它们被构造成具有三角形横截面、具有恒定的高度和变化的宽度。这样，绕组30就被集中在两个隆凸部28之间的最低点并且处于所需的位置上。
图2示出一种感应线圈11的部分横截面，其具有已被导入的由线圈导线31构成的绕组30。然而，与图1相比，这里绕组30的相互间距是恒定的或者绕组处于相互之间精确接合的状态。这样，这里就没有隔离件26或者起同样作用的隆凸部28。还可以清楚知道，线圈导线31的厚度大致与板14和15之间的凹槽17的高度相等，因而就具有非常好的定位效果。
图2还示出了感应线圈11上的接头，即外接头32a和内接头32b。尤其是，内接头32b可以通过相应的开口而穿出，该开口例如是如图1所示的在下板15上的通风孔20或开槽22。
图3示出一种感应炉35的横截面，感应线圈11被定位在一块玻璃陶瓷热板36的下方。其托架12或上托架板14具有被构造成隆凸部的隔离件38。这样，感应线圈11以及板14的顶部就接合在玻璃陶瓷板36的底面上。
以与图1和2所示相同的方式，在凹槽17中，托架12具有多个由线圈导线31构成的绕组30。相应的接头32a和32b被导出尤其是被引导到电源40内，在该电源40内通过接头32供电。关于电源40，没有必要作更加详细的描述，因为对于一个有经验的行家而言这样一种连接能够很容易实现。
在托架12的中心，中心凹部18穿过中心件16，该中心凹部18内设有温度传感器42。其上部接合在玻璃陶瓷板36的底面上并能够确定它的温度。这尤其是用来防止玻璃陶瓷板过热并且将它的温度传输给炉35的热指示器或类似元件。
内接头32b可以穿过下板15上的相应开槽或开口被固定，采用与此相同的方式，外接头32a可以穿过类似的开口。然而，径向向外连接的绕组30却没有固定，以致于在下板15中的开槽内必须有一个夹紧作用。作为选择，可以通过粘接来实现固定，或者通过将接头32a导引到图3所示的电源40来实现定位。
权利要求
1.一种用于感应线圈(11)的托架(12)，所述托架(12)具有在一区域内或者沿一平面延伸的、基本上为扁平的结构，并具有上支承装置(14)和下支承装置(15)，所述两个支承装置被机械地互连且形成狭窄的间隙(17)，以便在所述两个支承装置之间导入感应线圈(11)。
2.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，所述感应线圈(11)的形式是一种单根的、连续的线圈导线(31)。
3.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，所述托架(12)被整体构成为一个部件，使得所述两个支承装置(14，15)由一个部件构成。
4.根据权利要求3所述的托架，其特征在于，所述托架(12)被整体构成为一个部件，在此部件中具有所述两个支承装置(14，15)以及位于所述两个支承装置之间的连接件(16)。
5.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，至少所述下支承装置(15)包含铁磁材料。
6.根据权利要求4所述的托架，其特征在于，所述两个支承装置(14，15)与位于它们两者之间的所述连接件(16)形成为整体组件。
7.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，所述两个支承装置(14，15)之间的所述相互间距(17)大约是所述感应线圈(11)的线圈导线(31)的粗度，所述两个支持装置的所述间距足够用来让所述线圈导线(31)在轻微的夹紧作用力下被设置在所述两个支承装置(14，15)之间。
8.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，每一个所述支承装置(14，15)都形成向内指向的支承表面，或者相互指向，或者在这样一种支承表面内延伸。
9.根据权利要求8所述的托架，其特征在于，所述支承装置(14，15)是完整表面的形式，或者为感应线圈导线(31)所形成的所述支承表面基本上是封闭的。
10.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，在两个所述支承装置(14，15)上都设有通风孔形式的开槽(20，22)，用于冷却所述感应线圈(11)。
11.根据权利要求8所述的托架，其特征在于，由所述两个支承装置(14，15)形成的所述支承表面是平面的或者没有隆凸部。
12.根据权利要求8所述的托架，其特征在于，所述两个支承装置(14，15)的所述支撑表面中的至少一个支承表面具有隆凸部(28)；所述隆凸部沿着所述感应线圈(11)的感应线圈导线(31)的预定路径延伸，或者，以预定的间隔延伸以便在所述线圈导线(31)的两个并排的绕组(30)之间限定一间距。
13.根据权利要求12所述的托架，其特征在于，所述隆凸部(28)在所述支承装置(14，15)之一的所述支承表面之上伸出并减少所述狭窄间隙(17)的横截面，使得在缠绕所述线圈(11)的过程中所述线圈导线(31)能被压入或者借助于施力而通过。
14.根据权利要求12所述的托架，其特征在于，所述间隙(17)的横截面减少量约为10％到20％。
15.根据权利要求12所述的托架，其特征在于，所述隆凸部被以这样的方式构造，即在所述托架(12)的中心区域，在并排的绕组(30)之间或者没有间距或者仅有一个很小的间距，并且所述间距朝向所述托架(12)的外部区域增大。
16.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，所述两个支承装置(14，15)在中心区域由连接件(16)机械地相互连接。
17.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，在所述支承装置(14，15)的中心区域内设有开口(18)，用于导入温度传感器或类似元件。
18.根据权利要求1所述的托架，其特征在于，在所述支承装置(14，15)上设置至少一个开口(24a，24b)或者孔，用于导入和永久地固定杆状隔离件(26)，在将所述感应线圈(11)的下一个径向外层绕组导入之前，所述杆状隔离件被径向地导入到所述感应线圈(11)的内层绕组(30)的外部，以此方式，就由所述隔离件(26)确定了所述感应线圈(11)的并排绕组(30)的相互间距。
19.一种感应加热器，其具有感应线圈(11)并且具有根据权利要求1所述的用于该感应线圈的托架(12)。
20.根据权利要求19所述的感应加热器，其特征在于，所述感应线圈(11)的线圈导线(31)被以非粘接的方式或者完全靠机械压力作用固定在所述托架(12)上。
21.一种感应炉，其具有至少一个根据权利要求19所述的感应加热器(11)。
22.一种制造具有托架(12)的感应线圈(11)的方法，所述托架具有在一平面或区域内延伸的、基本上为扁平的结构，并且具有上支承装置(14)和下支承装置(15)，所述两个支承装置被机械地互连且形成用于导入所述感应线圈(11)的狭窄间隙(17)；并且，从托架的径向内部开始，将所述感应线圈(11)的线圈导线(31)缠绕到所述托架(12)上并位于所述支承装置(14，15)之间的所述间隙(17)内，其中，缠绕是沿径向从径向内部向径向外部进行的。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在将所述感应线圈(11)缠绕之前，在所述感应线圈(11)的内端部处，接头(32b)穿过所述托架(12)内或者所述支承装置之一内的开槽(20，22)，所述开槽比所述线圈导线(31)的横截面更大，所述开槽从所述线圈绕组(30)的一起始点开始在向外的方向上沿纵向和径向延伸。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，从一给定的绕组半径开始，在施加所述感应线圈(11)的下一外层绕组(30)部分之前，隔离件(26)被导入所述托架内。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在缠绕了所述感应线圈(11)的前一径向内层绕组(30)部分之后，随即导入所述隔离件(26)。
26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，从所述感应线圈(11)的大约三分之一半径处开始，还缠绕一长型柔性隔离件，该长型柔性隔离件与所述线圈导线(31)平行地同时缠绕，并处于线圈导线的径向内侧；该长型柔性隔离件的厚度或横截面随着已缠绕的绕组的数量或者所述感应线圈(11)的径向延伸距离而增大。
27.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述托架(12)是旋转的，而所述线圈导线(31)的供给是固定的。
全文摘要
一种用于感应加热器的扁平感应线圈的托架，具有上支承板和下支承板。这些板被机械地互连并且形成狭窄间隙用以导入感应线圈，该感应线圈由单根、连续的线圈导线形成的几个绕组构成。由于这两个支承板之间具有相互间距，线圈导线能被固定并从而安装就位。
文档编号H05B6/12GK1819726SQ20061000898
公开日2006年8月16日 申请日期2006年2月5日 优先权日2005年1月31日
发明者B·罗特 申请人:E.G.O.电气设备制造股份有限公司