DE2361634B2

DE2361634B2 - Hochfrequenz-vorwaermgeraet fuer einen spaenekuchen

Info

Publication number: DE2361634B2
Application number: DE19732361634
Authority: DE
Inventors: Klinkert Friedrich 8284 Waldkraiburg Teilnichtnennung beantragt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-11
Filing date: 1973-12-11
Publication date: 1977-08-25
Also published as: DE2361634A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochfrequenz-Vorwärmgerät gemäß dem Oberbegriff des

Patentanspruchs 1.

Es ist vorteilhalt, den Spänekuchen bereits vor der Presse vorzuwärmen, da das Spanmaterial dadurch erweicht wird, so daß es beim Verpressen nicht split-

tert und sich wegen der weitgehenderen Erhaltung der ursprünglichen Fuserstruktur des Holzes ein mechanisch festeres Produkt resultiert. Durch das Vorwärmen des Spänekuchens vor der Presse wird außerdem die Polymerisation des Bindemittels in Gang gesetzt,

so daß kürzere Abbindezeiten in der Presse und damit ein höherer Ausstoß erzielbar sind. Es ist zwar aus dem der DT-OS 2163520 entsprechenden DT-GM 7148060 bereits ein Hochfrequenz-Vorwärmgerät der obengenannten Art bekanntgeworden, bei dem

der vor der Presse anstehende Spänekuchen durch ein kapazitatives Hochfrequenzfeld erwärmt wird. Im bekannten Falle wird jedoch versucht, die sich bei großen Preßformaten ergebenden Probleme dadurch zu lösen, daß Teilbereiche eines dem Preßformat ent-

a° sprechenden Stückes des Spänekuchens nacheinander mit Hochfrequenz beaufschlagt werden, z. B. indem eine schmale, streifenförmige Hochfrequenzelektrode, die sich quer über den Spänekuchen erstreckt und mit einem den Spänekuchen tragenden Stahlförderband als Gegenelektrode zusammenwirkt, in Förderrichtung des Spänekuchens über diesen hin- und herbewegt wird, oder indem ein Hochfrequenzgenerator nacheinander an eine Reihe von streifenförmigen Elektroden, die in Förderrichtung des Späne-

kucheni; nebeneinander liegen, angeschlossen wird. Man kann auf diese Weise zwar mit einem Hochfrequenzgenerator vorgegebener Leistung relativ großflächige Stücke des Spänekuchens vorwärmen, die mittlere Hochfrequenzleistung pro Flächenbereich des Spänekuchens ist jedoch im Mittel nur ein Bruchteil der Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators.

Aus der CH-PS 322368 ist ferner eine kontinuierlich arbeitende Spanplattenpresse bekannt, bei der der sich auf einem kontinuierlich angetriebenen Förderband befindliche Spänekuchen vor dem Einlaufen in eine kontinuierlich arbeitende Preßvorrichtung zwischen zwei mit Hochfrequenz gespeisten Kondensatorplatten hindurchläuft und dabei erwärmt wird.

Auch bei einer solchen kontinuierlich arbeitenden Spanplattenpresse wird mit zunehmendem Durchsatz rasch eine Grenze erreicht, bei der Sie für die erforderliche Erwärmung nötige Hochfrequenzleistung von einer Hochfrequenzheizvorrichtung der bekannten Art nicht mehr aufgebracht werden kann.

Die Wärmeerzeugung mittels Hochfrequenz findet nicht nur im industriellen Bereich Anwendung, sondern auch in der Medizin. Hier spielt das Problem der Erzeugung hoher Hochfrequenzleistungen und der Behandlung großflächiger Gebilde wegen der begrenzten Abmessungen und der begrenzten Belastbarkeit des menschlichen Körpers offensichtlich *; eine Rolle. Andererseits treten infolge der geringen Wärmebelastbarkeit und Empfindlichkeit des menschlichen Körpergewebes Probleme auf. So befaßt sich z. B. die GB-PS 467502 mit dem Problem, bei Hochfrequenz-Diathermiegeräten eine unenvünschte Energiekonzentration in oder in der Nähe der Körperoberfläche zu verhindern, wenn ein weiter im Körperinneren gelegener Bereich behandelt werden soll. Zur Vermeidung solcher oberflächlicher Energiekonzentrationen sollen am Körper mehrere getrennte Elektrodenpaare angeordnet werden, die mit Hoch-

.JU

frequenceneigie gespeist werden, deren Phasenbeziehungen sich dauernd ändern. Hierzu können die Elcktrodenpaare durch verschiedene Generatoren gespeist werden, die Hochfrequenzschwingungen entsprechender Phasenlage liefern. Durch die Verwendung unabhängiger Hochfrequenzgeneratoren soll bei dieser schon relativ alten Veröffentlichung eine relativ große Elektrodenfläche ohne Erhöhung der Wellenlänge erreicht werden, und infolge der sich ständig ändernden Phasenbeziehungen sollen die unerwünschten Oberflächeneffekte vermieden werden.

Es ist feiner aus der DT-PS 560 139 eine Einrichtung zur Behandlung des menschlichen Körpers im elektromagnetischen Wechselfeld eines Kurzwellengenerators bekannt, die mehrere Kondensatorplatten enthält, die in voneinander getrennten Schwingkreisen liegen, die durch je einen Kurzwellengenerator gespeist werden. Hierdurch soll die Anwendung sehr kurzer Wellen mit größerer Leistung erreicht werden. Die Kurzwellengeneratoren der verschiedenen Platten können mit verschiedenen Frequenzen arbeiten, verschieden groß sein oder verschieden geformt sein, um Wechselwirkungen der Generatoren aufeinander zu vermeiden.

Die beiden letztgenannten Veröffentlichungen stammen aus einer Zeit, in der die Hochfrequenztechnik noch nicht sehr hoch entwickelt war, und die dort behandelten Probleme sind inzwischen durch die Weiterentwicklung der medizinischen Diathermiegeräte gegenstandslos geworden. Da bei Diathermiegeräten außerdem wesentlich andere Probleme vorliegen als bei der Erwärmung großflächiger Spänekuchen, können die beiden letztgenannten Veröffentlichungen auch keine Anregungen geben, die zur Erfindung hinweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt also, ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, das Hochfrequenz-Vorwärmgerät der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß dadurch Spänekuchen praktisch beliebiger Größe rasch und gleichmäßig erwärmt und dadurch die Leistung der Spanplattenherstellungsanlage beträchtlich erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Durch die Aufteilung in hochfrequenzmäßig getrennte Einheiten aus Hochfrequenzgenerator und Teilelektrode lassen sich die einzelnen Hochfrequenzgeneratoren vernünftig dimensionieren, es werden alle Probleme, wie örtliche Spannungsüberhöhungen u. dgl., vermieden, die entstehen, wenn die Abmessungen der Elektroden in die Größenordnung der Wellenlänge der Hochfrequenz kommt. Man kann daher mit Frequenzen arbeiten, die mit gutem Wirkungsgrad erzeugt werden können und sich optimal für die Erwärmung eines Spänekuchens eignen. Das Hochfrequenz-Vorwärmgerät läßt sich preiswert herstellen, da ein Großteil seiner Elemente in gleicher Ausfertigung mehrfach vorhanden sind und mit diesen Elementen Vorwärmgeräte für die verschiedensten Preßformate hergestellt werden können.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführiingsbeispieles der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt in einer Ebene H-II der Fig. 1, und

Fig. 3 eine Ansicht eines Teiles einer etwas abgewandelten Elektroden- und AbschirmungaanordiHing.

Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht.
Fig. I zeigt schematisch einen Teil einer Anlage zur Herstellung von Spanplatten, die ein aus Stahl bestehendes Förderband 10 enthält, das dazu dient, einen in einer nicht dargestellten Form- und Schneidstation gebildeten Spänekuchen 12 in ein als Ganzes mit 14 bezeichnetes Hochfrequenz-Vorwärmgerät

¹S und dann nach einer gewissen Verweilzeit in eine heizbare 1-Etagen-Presse führt. Die nicht dargestellte Form- und Schneidstation, das auf Stützrollen 18 laufende Förderband mit der nicht dargestellten, zugehörigen Antriebsvorrichtung und die Etagen-Presse sind

»o in bekannter Weise ausgebildet, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Während ein Spänekuchen in der 1-Etagen-Presse 16 gepreßt wird, wird der nächste Spänekuchen im Vorwärmgerät 14 vorgewärmt und ein dritter Spänekuchen in der Form- und

*5 Schneidstation gebildet. Während dieser Zeit steht das Förderband still. Anschließend wird das Förderband in Betrieb gesetzt, so daß der zu einer Platte gepreßte Spänekuchen aus der Presse entfernt, der vorgewärmte Spänekuchen in die Presse eingeführt und der neu gebildete Spänekuchen in das Vorwärmgerät transportiert wird.

Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Hochfrequenz-Vorwärmgerät 14 hat die Aufgabe, den Spänekuchen innerhalb der für das Pressen erforderlichen Zeit möglichst gleichmäßig um vorzugsweise mindestens etwa 40° C zu erwärmen. Da der Spänekuchen bei modernen Anlagen Abmessungen von 2,60 m X 20 m und mehr haben kann, ist das Vorwärmgerät gemäß der Erfindung in mehrere, voneinander weitestgehend unabhängige Einheiten unterteilt. Jede Einheit enthält eine Elektrode 20 und einen mit dieser verbundenen HF-Generator 22. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind vier Elektroden 20a bis 20rf und vier HF-Generatoren 22a bis 22d (z. T. nur teilweise) dargestellt. Die Elektroden 20 sind bei diesem Ausführungsbeispiel streifenförmig und erstrecken sich über die ganze Breite des Spänekuchens 12.

Die Elektroden 20 sind mit dem zugehörigen Hochfrequenzgenerator durch eine Koaxialleitung 24 verbunden und führen im Betrieb Hochfrequenzspannung gegen das als Gegenelektrode dienende, geerdete Förderband 12. Jeder Hochfrequenzgenerator 22 hat ferner eine eigene Masseverbindung 26 zum Förderband 10, die in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Masse verbindung enthält hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Klemmbacken 28, die in Laufrichtung des Förderbandes vorzugsweise wenigstens annähernd so breit sind wie die zugehörige Elektrode 20. Die Klemmbacken 28 sind gelöst, wenn das Förderband 10 läuft, und sie sind während der Heizperiode an das Förderband angeklemmt, so daß für jeden HF-Generator eine einwandfreie, und kurze Masseverbindung gewährleistet ist.

Die Hochfrequenzgeneratoren 22 können einzeln, in Gruppen oder gemeinsam mit der für ihren Betrieb erforderlichen elektrischen Leistung versorgt werden, sie sind jedoch hochfrequenzmäßig unabhängig von-

einander. Die Betriebsfrequenz der HF-Generatoren liegt vorzugsweise über 20 MHz, sie ist jedoch nicht so hoch, daß die Wellenlänge der Hochfrequenzschwingungen in die Größenordnung der Elektrodenabmessungen kommt und an diesen dadurch eine ungleichmäßige Spannungsverteilung auftritt. Eine bevorzugte Frequenz ist 27 MHz.

Die Elektroden 20 sind mit einer gemeinsamen Abschirmung 30 verschen, die eine im wesentlichen parallel zu ihnen verlaufende Decke, ferner Seitenwände 31 (Fig. 2) und schließlich an den Stirnseiten schwenkbare Klappen 32 aufweist, die während der Heizperiode geschlossen sind und während das Förderband 10 läuft, in die in F i g. 1 gestrichelte geöffnete Stellung geschwenkt sind.

Um eine gegenseitige Beeinflussung, z. B. ein Mitziehen der Hochfrequenzgeneratoren 22 zu vermeiden, haben die einander gegenüberliegenden Ränder benachbarter Elektroden (z. B. 20a, 206) einen verhältnismäßig großen gegenseitigen Abstand, und außerdem springen von der Abschirmung 30 Zwischenwände 34 in Richtung auf die Trennfugen zwischen den benachbarten Elektroden vor. Der Abstand zwischen den Rändern zweier benachbarter Elektroden ist vorzugsweise gleich oder größer ais der Abstand zwischen der Elektrode und dem Förderband. Der Abstand zwischen der Elektrode und der Oberseite der Abschirmung 30 soll ein Mehrfaches des Abstandes zwischen Elektrode und Förderband betragen, damit das Hochfrequcnzfeld auf den den Spänekuchen 12 enthaltenden Raum zwischen Elektrode und Förderband konzentriert wird.

Der relativ große Zwischenraum zwischen benachbarten Elektroden hat im allgemeinen zur Folge, daß der entsprechende Teil des Spänekuchens schwächer ei wärmt wird als die übrigen Teile, wenn nicht besondere Maßnahmen getroffen werden. Um eine solche ungleichmäßige Erwärmung des Spänekuchens zu vermeiden, ist der Abstand der Elektroden 20 vom Förderband 10 vorzugsweise an den Rändern kleiner als im mittleren Teil. Dies gilt vorzugsweise auch für die parallel zu den Scitcnrändcrn des Förderbandes verlaufenden Elektrodcnränder. Die Elektroden können zu diesem Zweck an den Randbereichen eine Abstufung 36 aufweisen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, oder sie können, wie Fig. 3 zeigt, in den Randbcrcichen 38 abgebogen sein und sich dem Förderband 10 allmählich nähern. Die Ränder der Elektroden sind ferner vorzugsweise nach oben umgebogen, wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich ist, um scharfe Kanten und hohe Feldstärkegradienten zu vermeiden.

Die Hochfrequenzgeneratoren 22 stehen vorzugsweise auf einer Bühne 40 (Fig. 2), mit der auch die Abschirmung 30, die Zwischenwände 34 und die

S Elektroden 20 verbunden sind. Die Bühne 40 ist vertikal verschiebbar gelagert und ihre Höhe kann durch Hydraulikzylinder 42 verstellt werden. Dies ermöglicht sowohl ein Anpassen des Abstandes zwischen Elektroden 20 und Förderband 10 an verschiedene

ίο Spänekuchendicken als auch ein Abheben der Abschirmung und Elektroden, so daß diese für eine Wartung und Reinigung leicht zugänglich sind.

Für eine Erwärmung eines etwa 7,5 cm dicken Spänekuchens von 20° C auf 60° C innerhalb von 80 Se-

>S künden hat sich bei einer Versuchsanlage eine Hochfrequenzleistung von ca. 1,6 kW/kg Spänemasse als ausreichend erwiesen. Eine solche Leistung ist bei Verwendung von Elektroden bis zu einer Größe von 2 m² mit den derzeit verfügbaren Industrie-HF-Gene-

^ao ratoren leicht erreichbar. Durch die gleichmäßige Vorwärmung des Spänekuchens, die dessen ganzes Volumen erfaßt, können die Verweilzeiten der Spänemasse in der Presse im Vergleich zu den bekannten Anlagen praktisch halbiert werden, wobei gleichzeitig

³S noch ein qualitativ hochwertigeres Produkt erhalten wird, da auch die Späne im Inneren des Spänekuchens schon zu Beginn des Preßvorganges warm und damit weich sind. Dadurch, daß der ganze Spänekuchen während der ganzen Verweilzeit durch das Hochfre quenzfcld erwärmt wird, kann man mit verhältnismä ßig niedrigen Hochfrequenzspannungen und einem relativ kleinen Elektrodenabstand arbeiten. Eine Feldstärke von etwa 0,8 bis 1 kV/cm zwischen den Elektroden und dem Förderband und ein minimaler Abstand von ca. 3 cm zwischen den Elektroden und der Oberseite des Spänekuchens haben sich bewährt. Die Elektroden brauchen selbstverständlich nicht unbedingt jeweils über die ganze Breite des Förderbandes bzw. Spänekuchens zu reichen. Man kann vicl- mehr in Brcitcnrichtuing des Förderbandes auch zwei oder mehr getrennte Elektroden vorsehen. Im allgemeinen werden auch bei sehr großen Spänckuchenbrciten zwei Elektroden pro Breitenabmessung ausreichen und man kann dann einfach zwei Reihen von Elektroden und HF-Gencratoren vorsehen. Eine solche Anordnung erhall: man, wenn man die links von einer Ebene 44 in Fig. 2 liegenden Teile an dieser Ebene spiegelt und die in dieser Ebene liegende Seitenwand 31 als Abschirmungs-Zwischenwand 34 aus-

so bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochfrequenz-Vorwärmgerät für einen Spänekuchen, der sich auf einem aus Metall bestehenden Förderband befindet und durch dieses einer diskontinuierlich arbeitenden Spanplattenpresse zuführbar ist, mit mehreren, durch Hochfrequenzenergie beaufschlagten, getrennten Elektroden, die in Laufrichtung des Förderbandes vor der Spanplattenpresse und über dem Spankuchen angeordnet sind, und mit einer aus dem Förderband bestehenden Gegenelektrode, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale:

a) zwischen jede der getrennten Elektroden (20α, 20ό) und das Förderband (10) ist jeweils ein eigener Hochfrequenzgenerator (22a, 226, ...) geschaltet, und

b) die Elektroden sind so weit voneinander entfernt und derart gegeneinander abgeschirmt, daß die gegenseitige Beeinflussung der Hochfrequenzgeneratoren vernachlässigbar ist.

2. Hochfrequenz-Vorwärmgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Förderband abgewandten Seite der plattenförmigen Elektroden (20) eine alle Elektroden überdeckende, im wesentlichen parallel zu den Elektroden verlaufende Abschirmung (30) vorgesehen ist, von der Abschirmwände (34) in Richtung auf die Trennfugen zwischen benachbarten Elektroden (ζ. Β. 20α, 206) vorspringen.

3. Hochfrequenz-Vorwärmgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (30) Seitenwände (31) hat, die bis nahe an die Ränder des Förderbandes (10) reichen, und daß an den Stirnenden des durch die Abschirmung und die Seitenwände sowie das Förderband gebildeten Kanals bewegliche Türklappen (32) vorgesehen sind.

4. Hochfrequenz-Vorwärmgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Elektrode (20) über die ganze Breite des Förderbandes (10) erstreckt und daß für jede Elektrode am Rand des ihr gegenüberliegenden Stückes des Förderbandes ein anklemmbarer Anschluß (28) für eine Masse-Ausgangsklemme des der betreffenden Elektrode zugeordneten Hochfrequenzgenerators (22) angeordnet ist.

5. Hochfrequenz-Vorwärmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Randbereiches (36,38) der Elektroden (20) einen kleineren Abstand vom Förderband (10) hat als der mittlere Teil der betreffenden Elektrode.

6. Hochfrequenz-Vorwärmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Generatoren (22) jeweils oberhalb der zugehörigen Elektrode (20) auf einer in senkrechter Richtung verfahrbaren Bühne (40) angeordnet ist, an der auch die Elektroden (20) und deren Abschirmung (30 bis 34) angebracht ist.