DE1228397B

DE1228397B - Vorrichtung zum Verschweissen von Kunststoff

Info

Publication number: DE1228397B
Application number: DEY787A
Authority: DE
Inventors: Sakuji Yamaguchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-02-13
Filing date: 1964-02-03
Publication date: 1966-11-10

Description

Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoff zwischen HE-gespeisten Elektroden, bei welcher der Belastungskreis induktiv über die Spule eines HF-Schwingkreises angekoppelt ist.
Es ist eine Vorrichtung zum Hochfrequenzheizen Beines Dielektrikums bekannt, bei welchem die HF-Energie von der Spule eines Schwingkreises nach Art eines Transformators auf eine aus im wesentlichen einer Windung bestehenden Spule des Belastungskreises übertragen wird. Diese einzige Wicklung der Sekandärseite des Transformators hat bei einer bekannten Vorrichtung die Gestalt eines längsgeschlitzten Zylinders.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung dbr eingangs bezeichneten Gattung und besteht im wesentlichen darin, daß parallel zu den Elektroden ein Kondensator liegt und daß eine Seite dieser Parallelschaltung in Verbindung mit einer aus leitendem Material bestehenden Platte steht, die im Magnetfeld der Spule, vorzugsweise an einem Ende derselben, angeordnet ist.
Gegenüber dem Bekannten weist die Vorrichtung nach der Erfindung zunächst den wesentlichen Vorteil auf, daß elektrische Verluste nur äußerst klein sind, da nur die erforderliche Energie absobiert wird.
Durch Änderung der Kapazität des Kondensators oder bei Änderung der Last von Leerlauf auf Volllast wird die Arbeitsfrequenz praktisch nicht geändert.
Die Größe der Steuerung ist unabhängig von der Belasflmg im wesentlichen stets gleich. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß zum Ankoppeln der Schwingungsenergie praktisch nur ein Leiter notwendig ist, der diese elektrisch leitende Platte mit der einen Seite der Parallelschaltung verbindet. Die andere Seite der Parallelschaltung kann geerdet sein.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung liegt zwischen der Platte und der mit dieser verbundenen Elektrode eine Induktivität.
Es scheint zunächst, als ob die vor der Spule angeordnete Platte die Erzeugung elektrischer Hochfrequenzwellen stören würde. Es hat sich aber herausgestellt, daß diese Platte tatsächlich das Sammeln und Weiterleiten der Energie fördert und daß beim Anschluß dieser Platte an den veränderbaren Kondensator des Speisekreises ein Resonanzkreis gebildet wird.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, in der ein Schaltbild der Vorrichtung dargestellt ist.
In der Zeichnung veranschaulicht 1 eine Oszilla- torröhre, 2 deren Gitter, 3 eine Anode, 4 eine Tankspule (Schwingkreisspule) des Oszillatorkreises, 5 einen Überbrückungskondensator und 6 alle Erdverbindungen.
Gemäß der Erfindung ist im geeigneten Abstand an der Vorderseite oder gegenüber der Spule 4 ein vorderes Sammelteil 7 angeordnet, das aus einem geeigneten Metallstück, wie beispielsweise einer flachen Metallplatte, einem Metallring, bestehen oder irgendeine andere geeignete Gestalt und Größe aufweisen kann. Dieses Teil 7 ist mit dem veränderbaren Anpassungskondensator 8 und mit einer Spule 9 des Ausgangskreises verbunden. An die Spule 9 ist eine obere Elektrode 10 angeschlossen, welche mit einer unteren Elektrodell eines Hochfrequenz-Schweißgerätes zusammenwirkt, die an die eine Seite des Kondensators 8 angeschlossen ist. 12 ist das elektrisch zu verschweißende Material, das beispielsweise aus Bahnen von Vinyl bestehen kann. 13 bezeichnet eine Gitterabstimmspule, 14 einen (Titan-)Kondensator, der diese Spule mit Erde verbindet, 15 einen parallel zum Kondensatorl4 geschalteten Gitterableitwiderstand und 16 den Heizfaden der Oszillatorröhre 1.
Der vorstehend beschriebene Oszillatorkreis der Zeichnung ist mit Anoden- und Gitterabstimmung ausgeführt. Ein solcher Oszillator wurde jedoch nur beispielsweise gewählt, da jede beliebige Ausbildung bzw. Anordnung der Spule, beispielsweise in Hartley-Schaltung oder in Colpitts-Schaltung, verwendbar ist.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung beruht darauf, daß die Kopplung zwischen der Tankkreisspule 4 des Oszillators und dem Speise- oder Ausgangskreis durch ein die elektrische Hochfrequenzenergie sammelndes Teil7 (Metallstück) vorgenommen wird, das der im Oszillatorkreis befindlichen Spule 4 gegenüber angeordnet ist.
Der Abstand zwischen dem Sammelteil 7 und der Spule 4 kann etwa den halben Durchmesser der Spule betragen. Dieser Abstand braucht jedoch nicht notwendigerweise genau festgelegt werden. Die Streukapazität zwischen der Spule und dem Sammelteil beträgt etwa 1 bis 5 pF und ist zu klein, um eine genügende Kopplungskapazität zu ergeben. Dies bedeutet, daß das System auch dann arbeitsfähig ist, wenn es, anders als in der Zeichnung dargestellt, nicht geerdet ist und wenn die Elektrode 11 mit dem Ende des Anpassungskondensators 8 verbunden ist. Die erwartete- Wirkungsweise tritt nicht ein, -wenn das Ende der Tankkreisspule unter Verwendung eines Kopplungskondensators mit dem Anpassungskondensator verbunden wird.
Das diesem Verfahren zugrunde liegende Prinzip ist bis jetzt-unbekannt, und es ist schwierig, dafür einen Aquivalentstromkreis anzugeben. Es wird je doch angenommen, daß die Platte die hochfrequenten elektrischen lrnergiéwellen sammelt und dem Speise kreis zuführt. Anders ausgedrückt heißt es, daß beim Auftreffen der elektrischen Welle an der Oberfläche der Platte die gleiche Menge der elektrischen Welle an der anderen Seite der Platte induziert wird und diese Energie dem für -die Verschweißung verwende ten Speisekreis zugeleitet wird.
Wegen der bis jetzt erörterten elektrischen Erscheinungen strahlt die elektrische Energiewelle in den Raum und muß in räumlicher Form auftreten. Im Raum steht das elektrische Feld rechtwinklig zum Strom, und der Strom fließt wegen der Potentialdifferenz durch den Leitungsdraht. Vor der Tankspule sammelt sich eine bündelförmig ausgebildete starke Spannung. Wenn das Bündel an der Metallplatte auftrifft, induziert es dort einen elektrischen Strom, der von der Speiseeinrichtung aufgenommen oder absorbiert wird. Diese Erläuterungen können als Grundlage für. das Kopplungsverfahren betrachtet werden, Auf diese Weise ähnelt dieses System einer Radar-oder Parabolantenne, bei der die Reflexion und Sammlung einer Welle verwertet wird, wobei im Ge- gensatz dazu das vorliegende Verfahren keine Reflexion anwendet und eine solche Reflexion vermeidet.
Das Verfahren kann sehr einfach ausgeführt werden, und die entsprechenden Vorrichtungen können mit geringeren Kosten hergestellt werden, wobei der elektrische Energieverlust sehr klein ist, da nur die erforderliche l3nergie absorbiert wird. Durch Änderung der Kapazität des veränderbaren Anpassungskondensators oder durch Änderung der Last von Vollast auf Leerlauf wird die Frequenz praktisch nicht geändert. Die Größe der Streuung der Welle ist praktisch immer ein Mittelwert, ob die Vorrichtung nun mit Vollast oder mit Leerlauf arbeitet.
Der Strommesser weist eine ideale Bewegung auf, und die Absorptionserscheinung während der Schweißzeit wird klar angezeigt. Das erfindungsgemäße Kopplungsverfahren kann für Nachrichteneinrichtungen, beispielsweise für Stromkreise und Vakuumröhren, verwertet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoff zwischen HF-gespeisten Elektroden, bei welcher der Belastungskreis induktiv über die Spule eines HF-Schwingkreises angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Elektroden (10,11) ein Kondensator (8) liegt und daß eine Seite dieser Parallelschaltung in Verbindung mit einer aus leitendem Material bestehenden Platte (7) steht, die im Magnetfeld der Spule (4), vorzugsweise an einem Ende derselben, angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Platte (7) senkrecht zur Achse der Spule (4) steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite der Parallelschaltung geerdet ist.
4 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Platte (7) und der mit dieser verbundenen Elektrode (10) eine Induktivität (9) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 509 713.