CH386585A - Form für Hochfrequenz-Wärmebehandlung von Formkörpern und Verfahren zur Herstellung dieser Form - Google Patents

Description

  Form für     Hochfrequenz-Wärmebehandlung    von Formkörpern  und Verfahren     zur    Herstellung dieser Form    Die Erfindung betrifft eine Form für die Wärme  behandlung von Formkörpern im elektrischen Hoch  frequenzfeld sowie ein Verfahren zur Herstellung  solcher Formen.  



  Bei der Wärmebehandlung, wie z. B. Trocknen,  Erhitzen, Aushärten von Formkörpern, welche aus  einem vor oder bei Beginn der Behandlung weichem  Ausgangsmaterial bestehen, ist es erforderlich, den  Formkörper während der Behandlung in einer  Form zu lagern, welche Formveränderungen ver  hindert. Diese Form soll die Wärmebehandlung nicht  behindern, das heisst sie darf das zur Erhitzung  dienende HF-Feld möglichst wenig stören oder  beeinflussen. Sie soll wenig Energie aus dem Feld  aufnehmen, so dass diese möglichst vollständig zur  Erwärmung des Formkörpers ausgenutzt wird. Die  Form muss fernerhin eine ausreichende mecha  nische Festigkeit aufweisen. Sie soll wärmeisolie  rend wirken, um Wärmeverluste zu vermeiden, und  sie soll einfach, billig und schnell herzustellen sein.  



  Diese Anforderungen können durch Verwendung  von Behältnissen aus Materialien, insbesondere  Kunststoffen mit niedriger     Dielektrizitätskonstante     und kleinem Verlustwinkel erfüllt werden. In der  Praxis treten aber meist zusätzliche Forderungen  auf, die ausserdem einander oft widersprechen.  Soll sich beispielsweise die Auflagefläche erwär  men, um die Bildung von Kondenswasser zu ver  meiden, so steht diese Forderung im Widerspruch  zu geringen Verlusten und hoher     Masshaltigkeit.     Weiters ist es oft nicht möglich ein Material für die  Form zu finden, das bestimmten mechanischen und/  oder chemischen Anforderungen genügt und dabei  gleichzeitig niedrige     dielektrische    Verluste aufweist.  



  Die aufgezeigten Schwierigkeiten werden     erfin-          dungsgemäss    dadurch überwunden, dass die Form    eine dünne Formschale und einen hinter dieser  Formschale liegenden, aus einem     Material    mit klei  ner     Dielektrizitätskonstante    und kleinem Verlust  winkel bestehenden Stützkörper aufweist.  



  Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur  Herstellung solcher Formen. Dieses ist dadurch ge  kennzeichnet, dass die Formschale mit einem Gra  nulat mit kleiner     Dielektrizitätskonstante    und klei  nem Verlustwinkel     hinterfüttert    und dieses Granu  lat zu einem mechanisch widerstandsfähigen Kör  per verfestigt wird.  



  In folgendem werden Einzelheiten der Erfindung  an Hand des in der Zeichnung dargestellten Aus  führungsbeispiels besprochen.  



  Die     Zeichnung    zeigt eine erfindungsgemässe       Form    im Schnitt. Der zu behandelnde Formkörper  10 ist darstellungsgemäss im Schnitt halbkreisför  mig. Er liegt während der Behandlung in der bei  spielsweise aus einem     Kunststoff    bestehenden Form  schale 12, welche nach einem der bekannten Auf  bau-Verfahren hergestellt wurde. Die Formschale  weist eine     Wandstärke    von wenigen     Millimetern     auf.

   Um ihr die notwendige Festigkeit sowie eine  zur bequemen Hantierung geeignete äussere Form  zu geben, befindet sich auf der Rückseite der Form  schale 12 ein Stützkörper 14, welcher gemäss der  vorliegenden Erfindung aus einem Material mit  kleiner     Dielektrizitätskonstante    und kleinem Ver  lustwinkel besteht.  



  Als     Material    für diesen     Stützkörpr    stehen ver  schiedene Stoffe, insbesondere     Kunststoffe    zur Ver  fügung, so beispielsweise Polyäthylen und Polysty  rol, welche eine niedrige     Dielektrizitätskonstante          s    in der Grösse von etwa 2,3 und einem kleinen  Verlustwinkel     tg        ä    von etwa     4.10-4    aufweisen. Wei  terhin eignen sich als Material für den Stützkörper      auch Kunststoffe in Schaumform (Kunststoff  schäume).

   Je nach den     Erfordernissen    des     Behand-          lungsverfahrens    kann der Stützkörper noch einen       Metallrahmen    16 beispielsweise aus Aluminium auf  weisen oder in einem Formkasten gehalten sein.  



  Die gezeigte Form hat den Vorteil, dass die Er  wärmung durch das     Hochfrequenzfeld    praktisch  auf den zu behandelnden Formkörper beschränkt  ist, da der Stützkörper     infolge    der elektrischen       Werte    seines Materials praktisch keine Energie aus  dem Feld aufnimmt und sich somit nicht erwärmt  oder sonst Energie verbraucht.  



  Die     Formaschale    12 besteht im allgemeinen aus  einem anderen Material als der Stützkörper, wobei  sich die Wahl nach den     Erfordernissen    des Behand  lungsverfahrens richtet. Beispielsweise muss die       Formschale    widerstandsfähig sein gegen mechani  sche und     chemische    Beanspruchung durch das zu       behandelnde    Material. Ferner kann eine Wärmelei  tung der Formschale oder eine Aufhetzung der  Formschale durch das HF-Feld erwünscht sein, um  den Behandlungsprozess zu unterstützen, z. B. indem  sie die Bildung von Kondenswasser verhindert. In  diesem Fall muss das Material der Formschale  entsprechende     dielektrische    Werte aufweisen.  



  Gemäss einer Ausbildungsform der     Erfindung     besteht der Stützkörper aus einem Kunstharz  schaum oder dem verfestigten Granulat eines Ma  terials mit kleiner     Dielektrizitätskonstante    und klei  nem Verlustwinkel, wobei die einzelnen Teilchen  des Granulats zu einem festen Körper verbunden  sind. Diese Ausbildung ergibt ein ganz besonders  einfaches Verfahren zur Herstellung der Form. Die  oben erwähnten zur Herstellung des Stützkörpers  geeigneten Materialien sind im allgemeinen     thermo-          härtende    oder thermoplastische Stoffe.

   Die zur  Formgebung solcher Stoffe     üblichen    Verfahren, wie  insbesondere der Spritzguss wären für den vor  liegenden Fall der Herstellung des Stützkörpers  viel zu umständlich und kostspielig ; zur Herstel  lung der selbst nur als     Produktionshilfsmittel    die  nenden     Form    müsste     nämlich    für jeden Stützkör  per erst eine teure     Spritzgussform        angefertigt    wer  den.

   Hier wird die     Formschale    durch einen Schaum  verstärkt oder das im allgemeinen als Granulat zur       Verfügung    stehende     Rohmaterial    unmittelbar zur       Hinterfütterung    der Formschale verwendet, wobei  die einzelnen Teilchen des Granulats zu einem einen  festen Körper bildenden Konglomerat verbunden  werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass man ein       kalthärtendes    Kunstharz als     Bindemittel    für die  einzelnen Teilchen des Granulats verwendet.  



  Bei der Herstellung des Stützkörpers geht man  so vor, dass man die mit     Kunstharz-Bindemittel     versehenen     Granulatteilchen    in der gewünschten  Form auf der Rückfläche der Formschale auf  bringt und den so erhaltenen Stützkörper verfestigt.  Bei der Verwendung eines Granulats aus Polysty  rol haben sich     kalthärtende        Epoxydharze    ausge  zeichnet     bewährt.    Es können aber auch andere Gra-         nulate    wie Polyäthylen oder auch     vorgeschäumte     Kunststoffe verwendet werden.  



  Die Verfestigung des Granulats zu einem festen  Stützkörper kann auch durch andere Methoden er  folgen. So kann man z. B. die einzelnen Teile des  Granulats durch Behandeln mit einem Lösungs  mittel     oberflächlich    erweichen und klebrig machen,  worauf nach dem     Hinterfüttern    der Schale das Lö  sungsmittel wieder ausgetrieben wird, wodurch die  einzelnen Teilchen oberflächlich miteinander ver  kleben. Man kann auch die einzelnen Teilchen  oberflächlich bis zu einer Temperatur     erwärmen,     bei der ein oberflächliches Verkleben der Teilchen  eintritt, und einen festen Stützkörper nach Art eines       Sinterverfahrens    aufbauen.  



  Die beschriebene Herstellung des Stützkörpers  ausgehend von einem Granulat ist ausserordentlich  vorteilhaft wegen seiner Einfachheit, da     jeglich     formgebende oder spanabhebende Bearbeitung ver  mieden wird. Vielmehr kann das     Hinterfüttern    der  Formschale, die gewünschte Formgebung und die       darauffolgende    Verfestigung gänzlich ohne oder nur  mit ganz primitiven Hilfsmitteln ohne Anwendung  von     Druck    und Wärme erfolgen.  



  Ein aus einem solchen verfestigen Granulat be  stehender Stützkörper bietet weiterhin grosse Vor  teile für die     Wärmebehandlung    im elektrischen     HF-          Feld,    da der Stützkörper gut warmbeständig ist  und wegen seines Aufbaus eine äusserst geringe       Wärmeleitung    aufweist. Er wirkt somit wärmedäm  mend, so dass, die im behandelten     Formkörper    er  zeugte Wärme auf diesen konzentriert bleibt.

   Die  erfindungsgemässe Form lässt sich auf vielen Ge  bieten der     HF-Erwärmung    verwenden, so bei  spielsweise zum Aushärten und zur Trocknung von  Formkernen für Giessformen, zum Vortrocknen von  Gegenständen aus plastischen Massen wie Porzel  lanmasse und Ton, welche vor dem eigentlichen  Brennen einem     Trocknungsprozess    unterworfen  werden. Die vorliegende Form und das Verfahren  ist weder auf dieses Anwendungsgebiet noch auf  das erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt.  



  Nachstehend wird ein     Ausführungsbeispiel    einer       erfindungsgemässen    Form gegeben, wobei selbst  verständlich die     Erfindung    nicht auf die Ein  zelheiten dieses Beispiels eingeschränkt sein soll.  



  Die Formfläche bestand aus einer kaltgehärteten       Epoxydharzmasse,    die im     ungehärteten    Zustand fol  gende Zusammensetzung besitzt  Gemisch eines flüssigen     Polyglycidyläthers,    er  halten durch Kondensation von     Epichlorhydrin    und       2,2-Bis        (p-oxyphenyl)propan,    welcher einen     Epo-          xydgehalt    von 5,3     Epoxydäquivalenten/kg    besitzt,  mit der äquivalenten Menge     Triäthylentetramin.     Dieses Gemisch war vor dem     Abhärten    versetzt  worden mit 150 %     Gew.    Teilen Quarzmehl.

   Der  Stützkörper besteht aus einem     Polystyrolgranulat,     gebunden     mit    einer     gehärteten        Epoxydharzmasse     der oben angegebenen Zusammensetzung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Form für die Wärmebehandlung von Formkör pern im elektrischen Hochfrequenzfeld, gekenn zeichnet durch eine dünne Formschale und einen hinter der Formschale liegenden, aus einem Mate rial mit kleiner Dielektrizitätskonstante und klei nem Verlustwinkel bestehenden Stützkörper. UNTERANSPRÜCHE 1. Form nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass die Formschale aus mechanisch widerstandsfähigem, wärmeleitendem Material besteht und sich aufgrund ihrer dielektrischen Ei genschaften im Hochfrequenzfeld stärker erwärmt als der Stützkörper. 2.

   Form nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Stützkörper aus einem Kunstharzschaum besteht. 3. Form nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Stützkörper aus einem ver festigten Granulat eines Materials mit kleiner Die lektrizitätskonstante und kleinem Verlustwinkel besteht. 4. Form nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Stützkörper aus einem Granulat besteht, dessen einzelne Teilchen mittels eines Kunststoffes zu einem festen Körper verbunden sind. 5. Form nach Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Stützkörper aus einem Polysty- rolgranulat besteht, dessen einzelne Teilchen mit einem Epoxydharz verklebt sind.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung einer Form nach Pa- tentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschale mit einem Granulat mit kleiner Die lektrizitätskonstante und kleinem Verlustwinkel hinterfüttert und dieses Granulat zu einem mecha nisch widerstandsfähigen Körper verfestigt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfestigen durch Ver kleben der einzelnen Teilchen mit einem Kunstharz vorgenommen wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfestigen durch ober flächliches Weichmachen der Granulatteilchen mit einem Lösungsmittel und darauffolgendes Austrei ben des Lösungsmittels vorgenommen wird.