CH404827A - Einrichtung zur dielektrischen Erwärmung von Gegenständen, die einen Hohlleiter mit Gegentakt-Auskopplungseinrichtung aufweist - Google Patents
Einrichtung zur dielektrischen Erwärmung von Gegenständen, die einen Hohlleiter mit Gegentakt-Auskopplungseinrichtung aufweistInfo
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/46—Dielectric heating
- H05B6/60—Arrangements for continuous movement of material
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Description
Einrichtung zur dielektrischen Erwärmung von Gegenständen, die einen Hohlleiter mit Gegentakt-Auskopplungseinrichtung aufweist Die vorliegende Erfindung betrifft eine einen Hohlleiter mit Gegentakt-Auskopplungseinrichtung aufweisende Einrichtung zum dielektrischen Erwär men von Gegenständen, insbesondere von Buchrük- ken zu deren Verleimung auf automatischen Behand lungsstrassen, in einem hochfrequenten Wechselfeld. Es zeigt sich immer wieder, dass bei der Buchher stellung die schnellaufenden Bücher nicht in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit getrocknet werden können, weshalb versucht wurde, dieses Problem mittels normaler Hochfrequenzgeneratoren mit einer Frequenz von ca. 27 Mhz zu lösen. Diese Einrichtun gen haben aber den Nachteil, dass, wenn der Buch rücken unsauber ist, z. B. infolge tropfenden Leimes bzw. starker Kondenswasserbildung, leicht Verbren nungen am Objekt eintreten. Dadurch ist es nicht immer möglich, mit der vollen Leistung zu fahren. Ausserdem sind die Anpassungsschwierigkeiten bei derartigen Anlagen beträchtlich. Es wurden auch schon Versuche unternommen, die Mikrowellenenergie durch Hohlleiter oder nor male Schlitzkopplungen zum Objekt zu führen. Die ses Verfahren besitzt den Nachteil der zu grossen Tiefenwirkung, so dass damit in der Produktion keine günstigen Wirkungsgrade erreicht werden konnten. Bei der erfindungsgemässen Ausführung werden diese Nachteile weitgehend verhütet. Diese ist ge kennzeichnet durch mindestens zwei Elektroden, deren eine Enden abgebogen und mit zwei sich gegenüber liegenden Breitseiten des Hohlleiters galvanisch ver bunden sind und welche durch Öffnungen einer als Kurzschlussebene wirkenden Abschlusswand derart aus dem Kohlleiter herausgeführt sind, dass zwischen je zwei Elektroden ausserhalb des Hohlleiters bei Er regung des letzteren ein hochfrequentes Wechselfeld besteht. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des werden anschliessend anhand von Figuren erläu tert. Es zeigt: Fig. 1 einen Rechteckhohlleiter mit entsprechend eingesetzten Gegentaktelektroden, Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung gemäss der Schnittlinie 11-II der Fig. 1, Fig. 3 Feldlinien zwischen zwei Elektroden nach Fig. 1, im unbelasteten Zustand, Fig. 4 Feldlinien im belasteten Zustand, Fig.5 Feldlinien zwischen drei symmetrischen Elektroden im unbelasteten Feld. Fig. 6 eine Auskopplungsanordnung als Wellen umformer für eine H"-Wellenform. Fig. 7 eine Auskopplungsanordnung mit um 90 versetzt abgebogenen freien Elektrodenenden, zur Einspeisung in einen metallisch geschlossenen Mi krowellenarbeitsraum, Fig.8 Vorrichtung analog Fig.1 mit anderer Elektroden-Anordnung und einem zwischen den Elek troden liegenden Null-Leiter mit thermischem Ab bild. (29). Ein Hohlleiter 1 besitzt in seiner Abschlusswand 32 zwei Löcher 6. Durch diese Löcher 6 ragen zwei Elektroden 4 und 5. Diese Elektroden 4 und 5 sind zweckmässigerweise abgebogen und an den Breitsei ten 30 und 31 des Hohlleiters 1 festverschraubt oder verschweisst. Dadurch, dass diese beiden Elektroden 4 und 5 an gegenüberliegenden Seiten 30 und 31 an geschlossen sind, werden sie von den Wandlängs- strömen 2 der 11 beaufschlagt. Da diese Ströme 2 nach den Gesetzen der H"-Welle auf gleicher Ebene verschiedene Richtung aufweisen, müssen die angeregten Elektroden 4 und 5 im Ge gentakt, d. h. mit um 180 zueinander versetzten Amplituden, schwingen. Die Eintauchtiefe 12 der Elektroden 4 und 5 be stimmt den Koppelgrad. Dieser kann beispielsweise mittels Schlitzen 13 in den Seiten 30 und 31 verän derlich gestaltet werden. Die Elektroden 4 und 5 sind nach ihrem Austritt aus den Öffnungen 6 in beliebiger Länge gerade (nicht dargestellt) oder abgewinkelt (Fig. l , 7, 8) wei tergeführt. Sie sind an ihren Enden durch einen Kurzschlussschieber 3 galvanisch kurzgeschlossen. Die Enden können aber auch offen bleiben. Es ist in diesem Falle dann lediglich die Elektrodenlänge ent sprechend der Frequenz zu wählen. Das Arbeitsfeld befindet sich zwischen den zur Anschlusswand 32 parallelen Elektrodenteilen ausserhalb des Hohllei ters 1. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung in Fig. 1, wobei d den freiwählbaren Abstand der beiden Elektroden 4 und 5 bezeichnet; kleinere Abstände er geben höhere Feldstärken. Fig. 3 zeigt den Verlauf der Feldlinien 14 zwi schen den beiden Elektroden 4 und 5, ohne Dazwi- schenschaltung eines Dielektrikums. Fig. 4 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. 3, je doch mit einem zwischen den Elektroden 4, 5 einge legten dielektrischen Streifen 15. Ein zu behandeln des Buch 16 mit der Leimfläche 17 befindet sich im Arbeitsfeld. Es ist ersichtlich, dass der eingelegte dielektrische Streifen 15 die Feldlinien derart verflacht, dass sie nahezu in der Ebene der angebotenen Leim fläche 17 verlaufen. Bei dieser Anordnung wird, was in jeder Beziehung vorteilhaft ist, verhältnismässig wenig Wärme im Buch 16 selbst erzeugt. Dadurch erfolgt wiederum die Abkühlung des Thermoplast- leimes sehr rasch, da keine im Buch gespeicherte Wärme als Wärmespeicher wirkt (schnelles Rück kühlen). Es können im Mikrowellen-Frequenzgebiet kei nerlei Kurzschlüsse durch Wasser oder Leim erfol gen. Dagegen kann die Feldstärke um ein Vielfaches erhöht werden, ohne dass die Gefahr des Durchschla ges gegeben ist. Es ist möglich, den Raum zwischen den Elektroden mit einem Dielektrikum auszufüllen, um dadurch eine Beugung bzw. Verflachung des Fel des zu erreichen. Flachverlaufende Feldlinien zwi schen den Elektroden ergeben nämlich einen beson ders günstigen Gesamtwirkungsgrad, da das zu be handelnde Objekt - in dem Fall der Buchrücken nur eine zu erwärmende Fläche, die beleimte Rük- kenfläche, besitzt und keine weitergehende Durch dringung des Buches erfolgen soll. Die niederohmige Leimfuge wirkt praktisch als flacher Kurzschluss zwischen den Elektroden. Fig. 5 zeigt Elektroden 18, 19, 20 analog Fig. 1, jedoch in Dreieranordnung. Dabei ist zu beachten, dass die Anschlüsse dieser Elektroden im Hohlleiter jeweils gegenläufig sind. Es müssen mit andern Wor ten die beiden Elektroden 18 und 20 auf der einen Breitseite des Hohlleiters und die Elektrode 19 auf dessen gegenüberliegender Breitseite befestigt wer den. Fig.6 zeigt eine Gegentaktausgangsschaltung analog Fig. 1. Die Elektroden 34 und 35 stehen hier in einen breiteren Hohlleiter 21 vor und regen in diesem eine Doppelschwingung der Form H20 an. Diese Einrichtung erlaubt durch einfache Mittel die Umwandlung der H",-Wellenform in eine H,0-Wellen- form. Fig. 7 zeigt eine Gegentaktausgangsschaltung an alog Fig. 1, bei welcher die beiden Elektroden 36 und 37 ausserhalb des Hohlleiters in verschiedenen Richtungen abgebogen sind und als freistrahlende Dipole wirken. Durch die Verdrehung der beiden Enden um ca. 90 -180 C erreicht man in einem metallisch abgeschlossenen Arbeitsraum 23 die An regung verschiedenartiger Wellenformen. Dies ist sehr wichtig für die Anpassung und Homogenität im Ar beitsraum. Die Länge der abgebogenen Enden der Elektroden 36 und 37 kann nun entweder einen Viertel der Wellenlänge oder ein entsprechend Mehr faches (3, 5, 7-fach etc.) betragen. Fig.8 zeigt eine Gegentaktausgangsanordnung analog Fig. 1, bei der sich die Elektroden 25, 26 und 27 nach hinten verjüngen, zum Zwecke der Verände rung der Feldstärken. Die kleineren Abstände an den freien Enden der Elektroden ergeben höhere Feld stärken. Zwischen den beiden Elektroden 25 und 26 ist die sog. Nullelektrode 27 angeordnet. Diese Elek trode 27 ist im Punkt 28 galvanisch mit dem Hohllei ter 1 verbunden, d. h. geerdet. Dieser sog. Mittelleiter 27 bewirkt seinerseits eine Erhöhung der Feldstärke, da dieser ebenfalls, im entsprechenden Rhythmus be züglich der Elektroden 25 und 26 mitschwingt. Da durch entstehen viele kleine Wärmezonen 29, welche das Feld homogener gestalten.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Einrichtung zum dielektrischen Erwärmen von Gegenständen in einem hochfrequenten Wechselfeld, die einen Hohlleiter mit Gegentakt-Auskopplungs- einrichtung aufweist, gekennzeichnet durch minde stens zwei Elektroden (4, 5), deren eine Enden abge bogen und mit zwei sich gegenüberliegenden Breitsei ten (30, 31) des Hohlleiters (1) galvanisch verbunden sind und welche durch Öffnungen (6) einer als Kurzschlussebene wirkenden Abschlusswand (32) derart aus dem Hohlleiter herausgeführt sind, dass zwischen je zwei Elektroden (4, 5) ausserhalb des Hohlleiters (1)bei Erregung des letzteren ein hoch- frequentes Wechselfeld besteht. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5) verschiebbar im Hohlleiter (1) angeordnet sind. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch ein die Elektroden (4, 5) paarweise verbindendes Kurzschluss-Abstimmorgan (3). 3.Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die aus dem Hohlleiter (1) heraus ragenden Enden der Elektroden (34, 35) von einem zweiten breiteren Hohlleiter (21) umfasst sind, wel cher derart dimensioniert und angeordnet ist, dass das Ganze als Wellenumformer für eine H=O-Welle wirkt (Fig. 6). 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5) ausserhalb des Hohlleiters (1) parallel geführt sind (Fig. 1). 5.Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektroden (25, 26, 27) aus- serhalb des Hohlleiters (1) zusammenlaufend ange ordnet sind (Fig. 8). 6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Enden der Elektroden (36, 37) abgebogen und um 90 bis 180 auseinandergedreht sind, zum Zwecke, verschiedenartige Anregung in einem metallisch abgeschlossenen Arbeitsraum (23) zu erzeugen (Fig. 7). 7.Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektroden je einen Null-Lei- ter (19 bzw. 27) (Fig. 5, 8) zugeteilt erhalten, um eine geringere - Eindringtiefe bei höheren Feldstärken zu erzielen. B. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den Elektroden (4, 5) ein dielektrischer Streifen (15) angeordnet ist, um das Arbeitsfeld zu verflachen.9. Einrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Quer schnitt die Breitseite des einen Hohlleiters (21) dop pelt so breit ist, wie diejenige des andern Hohlleiters (1) (Fig. 6). 10. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (18, 19, 20) pa rallel zueinander und in einer Ebene angeordnet sind (Fig. 5).
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