CH404827A - Einrichtung zur dielektrischen Erwärmung von Gegenständen, die einen Hohlleiter mit Gegentakt-Auskopplungseinrichtung aufweist - Google Patents

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)

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).