DE1479149B2 - Hochfrequenz-Heizvorrichtung für aus dem Spritzkopf einer Spritzmaschine austretenden Werkstoff - Google Patents

Hochfrequenz-Heizvorrichtung für aus dem Spritzkopf einer Spritzmaschine austretenden Werkstoff

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Description

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung für aus dem Spritzkopf einer Spritzmaschine austretenden Werkstoff mit einer Schraubenwendel aus elektrisch leitfähigem Material.
Ein Grundproblem bei Hochfrequenz-Heizvorrichtungen für nichtleitende Werkstoffe liegt in einer möglichst schnellen und gleichmäßigen Durchwärmung des Werkstoffes. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der für derartige Heizvorrichtungen vorhandene Platz häufig sehr beschränkt ist, so daß die Möglichkeit einer Verlängerung der Heizvorrichtung zwecks Erhöhung der Gleichförmigkeit der Durchwärmung vielfach ausscheidet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, die bei kurzer Baulänge eine schnelle und gleichmäßige Durchwärmung des Werkstoffes gewährleistet. Ausgehend von einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung der eingangs als bekannt vorausgesetzten Gattung, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einem zusätzlichen Hochfrequenz-Strahlungsschirm ausgerüstet ist, der die Metall-Schraubenwendel umgibt. Die Kombination der Schraubenwendel mit dem sie umgebenden Strahlungsschirm führt in unerwarteter Weise zu einer besseren und gleichmäßigeren Durchwärmung des extrudierten Materials. Der Grund dafür wird darin gesehen, daß die metallene Schraubenwendel und der Strahlungsschirm beide unterschiedliche elektrische Wellenbilder erzeugen, die sich zu einem dritten Wellenbild kombinieren. Die erfindungsgemäße Anordnung führt dazu, daß die Außenfläche des gespritzten Werkstoffes keine so hohe Temperatur wie das Innere des Werkstoffes bei alleiniger Anwendung der Hochfrequenz-Heizung annimmt. Damit erhält das extrudierte Material durch und durch eine gleichmäßige Temperatur. Da die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Heizung sich sehr kurz ausführen läßt, ergeben sich auch keine schwierigen Abstützungsprobleme des Werkstoffes innerhalb der Heizung, wie sie bei den bekannten langen rohrförmigen Heizungen auftreten.
Zum Stande der Technik sei noch bemerkt, daß auch Strahlungsschirme von Induktionsheizungen her an sich bekannt sind. Ein selbständiger Schutz für Strahlungsschirme wird daher für derartige Heizeinrichtungen nicht beansprucht, sondern vielmehr die Vereinigung einer schraubenwendelförmigen Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einem Hochfrequenz-Strahlungsschirm.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Anordnung so getroffen, daß die
ίο Schraubenwendel von einer herkömmlichen Heizvorrichtung umgeben wird.
Der Fequenzbereich, bei dem die vorliegende Erfindung mit besonderem Vorteil anwendbar ist, ist der sogenannte Mikrowellenbereich von 300 bis 30 000MHz.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung läßt sich bei Werkstoffen anwenden, die einen dielektrischen Verlustwinkel haben oder einen Bestandteil (beispielsweise Wasser) mit einem dielektrischen Verlustwinkel aufweisen, der zu einer Erhitzung des Werkstoffes durch Hochfrequenz führt.
Solche Werkstoffe sind beispielsweise mit Harz gebundene Werkstoffe, natürliche und synthetische Gummi und Polyvinylchlorid.
Beispiele für gespritzte Erzeugnisse, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist, sind Rohre für chirurgische Zwecke, Zugluftdichtungen für Kraftfahrzeuge und Schläuche mit mehreren Durchgängen. Von besonderem Vorteil ist die Erfindung bei der Wärmebehandlung von aus Gummi gespritzten Werkstücken großer Querschnittsfläche, bei denen ein Härten auf herkömmliche Weise praktisch nicht möglich ist.
Die Erhitzungstemperatur des Werkstoffes hängt von dem Werkstoff ab, geht aber im Falle von natürlichem Gummi bequem bis auf 130° C oder etwa innerhalb 10° der Vulkanisierungstemperatur hinauf.
Für die meisten praktischen Anwendungen reicht eine Heizvorrichtung mit einer Leistungsabgabe von IV2 kW. Für gespritzte Werkstücke großen Querschnitts und dort, wo eine vollständige Härtung erforderlich ist, braucht man aber unter Umständen eine Leistungsabgabe bis zu 20 kW. Wenn sich auch Frequenzen im Bereich von 300 bis 30 000 MHz als brauchbar erwiesen haben, so liegt doch ein besonders günstiger Wert bei 2450 MHz.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen von geeigneten Vorrichtungen gezeigt.
Bei den F i g. 1 und 2 handelt es sich durchweg um schematische Darstellungen von Vorrichtungen zum Erwärmen von aus einem Spritzkopf gepreßtem Werkstoff.
In F i g. 1 sieht man eine Mikrowellenheizvorrichtung 1 in Form einer Schraubenwendel 2 aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff wie Kupfer, Messing oder Aluminium. Die Heizvorrichtung befindet sich neben dem Spritzkopf 4 einer Spritzmaschine, wobei die Achse der Schraubenwendel zwischen dem Spritzkopf 4 und einer Aufwickelrolle 6 längs der Bewegungsbahn des ausgespritzten Werkstoffes 5 verläuft. Die Schraubenwendel 2 wird von einem Strahlungsschirm 7 umgeben. Die Steigung der Schraubenwendel bestimmt die Geschwindigkeit der Welle auf der Schraubenwendel und kann den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.
Erforderlichenfalls wird zwischen der Mikrowellenheizvorrichtung und der Aufwickelrolle 6 eine herkömmliche Heizvorrichtung, beispielsweise ein
Infrarotofen 8 angeordnet, um so den in der Mikrowellenheizvorrichtung teilweise gehärteten Werkstoff vollständig zu härten.
Die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung Unterscheidet sich von der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung darin, daß die bekannte Heizvorrichtung 8 die Mikrowellenheizvorrichtung umgibt. Die beiden Arten der Beheizung wirken also gleichzeitig ein. In diesem Fall kann die Heizvorrichtung 8 als Schirm für die Mikrowellenstrahlung dienen.
Zur Veranschaulichung der Arbeitsbedingungen der gezeigten Vorrichtungen beim Vulkanisieren von gespritztem Gummi sei folgendes Beispiel gegeben: Die Leistungsabgabe beträgt 4 V2 kW bei 2450 MHz, und das gespritzte Werkstück bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 16,7 m je Minute.
Das Mikrowellenenergiefeld bleibt innerhalb der Schraubenwendel oder dicht an deren äußerer Oberfläche. Es besteht also eine gute Kopplung zwischen dem gespritzten Werkstoff und dem Feld. Die Schraubenwendel bleibt verhältnismäßig kalt. Eine Ausnahme bildet natürlich diejenige Wärme, die durch Konvektion oder durch Strahlung von dem erhitzten Werkstoff her übertragen wird. Je nach den Erfordernissen kann die Vorrichtung, in der der
ίο Werkstoff durch Mikrowellenenergie erhitzt wird, in Resonanz sein oder nicht in Resonanz sein. Wenn nicht genügend Platz da ist, sollte man eine in Resonanz befindliche Heizvorrichtung verwenden. Erforderlichenfalls kann man zusätzliche Mittel vorsehen, um den Werkstoff in der Schraubenwenkel abzustützen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Hochfrequenz-Heizvorrichtung für aus dem Spritzkopf einer Spritzmaschine austretenden Werkstoff mit einer Schraubenwendel aus elektrisch leitfähigem Metall, durch die der gespritzte Werkstoff in Längsrichtung hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Heizvorrichtung mit einem zusätzlichen Hochfrequenz-Strahlungsschirm (7) ausgerüstet ist, der die Metall-Schraubenwendel (2) umgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenwendel (2) von einer herkömmlichen Heizvorrichtung (8) umgeben wird.
3. Hochfrequenz-Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe im Frequenzbereich von 300 bis 30 000 MHz, vofzugsweise 2450 MHz arbeitet.
DE1479149A 1964-03-07 1965-03-04 Hochfrequenz-Heizvorrichtung für aus dem Spritzkopf einer Spritzmaschine austretenden Werkstoff Pending DE1479149B2 (de)

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