DE2451253A1 - Verfahren zum sintern keramischer erzeugnisse und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum sintern keramischer erzeugnisse und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2451253A1 DE19742451253 DE2451253A DE2451253A1 DE 2451253 A1 DE2451253 A1 DE 2451253A1 DE 19742451253 DE19742451253 DE 19742451253 DE 2451253 A DE2451253 A DE 2451253A DE 2451253 A1 DE2451253 A1 DE 2451253A1
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Description

PATENTANWÄLTE 245Ί253
DIPL-INS. DR. IUR. DIPL.-ΙΝΘ.
VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE
45 OSNABRuCK4 28. Oktober 1974
MDSERSTRASSE 2O/24 £,/ΊΊΐ
AUTOMATISME et TECHNIQUE
8, rue du 8 mai
ARCUElL (VaI de Marne), Frankreich
Verfahren zum Sintern keramischer Erzeugnisse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Vorfahren zum Sintern keramischer Erzeugnisse, insbesondere solcher mit geringen oder sehr geringen Abmessungen, wie sie z. B, in der Elektronik-Industrie verwendet werden.
Der Vorgang des Sinterns, durch den der Zusammenhalt der das keramische Erzeugnis bildenden Partikel erreicht wird, wird bei den meisten bekannten Verfahren in öfen durchgeführt, in denen das Erzeugnis durch von der Innenfläche der Ofenwände ausgehende Strahlung erhitzt wird.
Die keramischen Erzeugnisse, insbesondere die für die Elektronik-Industrie bestimmten, bestehen häufig im wesentlichen aus solchen Materialien, in der Hauptsache feuerfesten Oxyden, z, B, den Oxyden von Aluminium, Barium, Beryllium oder Zirkonium, deren Sintertemperaturen sehr hoch sind.
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Die Erhitzung derartiger keramischer Erzeugnisse durch thermische Strahlung bis auf Sintertemperatur macht es erforderlich, die Innenwände des Ofens auf Temperaturen zu bringen, die mindestens gleich der Sintertemperatur der Erzeugnisse sind. Dies erfordert seinerseits eine Herstellung der Innenwände des Ofens aus edlen feuerfesten Materialien und eine wirksame Wärmeisolierung der Innenwände gegenüber den Außenwänden des Ofens,
Außerdem ermöglichen es die erforderlichen hohen Temperaturen, z, B, in der Größenordnung von I65O0 C im Falle des Sinterns keramischer Erzeugnisse auf der Basis von Aluminiumoxyd, nicht, die Innenwände des Ofens unter wirtschaftlich annehmbaren Bedingungen mittels elektrischer Widerstände zu beheizen, so daß es in der Praxis erforderlich ist, diese Beheizung mittels Flammen, ζ, B. unter Verwendung eines gasförmigen Brennstoffes, zu bewerkstelligen;
Der Brennraum derartiger Gasöfen muß notwenigerweise verhältnismäßig große Abmessungen, insbesondere in senkrechter Richtung, aufweisen. Aus diesem Grunde bieten die feuerfesten Wände, die den Brennraum umgeben und, wie oben erwähnt, aus edlen Materialier hergestellt sein müssen, ein beträchtliches Volumen dar und folglich umfaßt ihre Wärmeisolierung in bezug auf die Außenwände des Ofens ein gleichgroßes Volumen,
Sollen überdies in einem derartigen Brennraum mit verhältnismäßig großen Abmessungen keramische Erzeugnisse von geringen oder
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sehr geringen Abmessungen, wie sie z. B. in der Elektronik-Industrie benötigt werden, gebrannt werden, so ist es zur Erzielung einer angemessenen Füllung des Brennraums erforderlich, die zu brennenden Erzeugnisse auf Auflagen anzuordnen, die ebenfalls aus edlen Materialien hergestellt sind.
Aus diesen Gründen muß bei bekannten Verfahren zum Sintern bzw. Brennen keramischer Erzeugnisse mit kleinen oder sehr kleinen Abmessungen.und hoher Sintertemperatur eine Masse feuerfester Materialien, die zu einem beträchtlichen Teil edler Natur und daher teuer sind, zur Beheizung und Wartung bereitgestellt werden, die in keinem Verhältnis zu der Masse der zu brennenden Erzeugnisse steht.
Dieses Mißverhältnis wirkt sich in hohem Maße rachteilig auf die Gestehungskosten beim Brennen der keramischen Erzeugnisse aus.
Außerdem sind die bekannten Sinterverfahren mit weiteren Nachteilen behaftet, die sich auf die Qualität der keramischen Erzeugnisse auswirken.
Insbesondere ist die Erhitzung mittels eines z. B. gasförmigen Brennstoffes im allgemeinen für eine optimale Brennatmosphäre ungünstig, die in zahlreichen Fallen rein oxydierend sein muß.
Schließlich erfordern die Verfahren zum Sintern mittels Strahlung verhältnismäßig lange Sinterzeiten.
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-H-
Es ist vorgeschlagen worden, keramische Stücke auf ihre Sintertemperatur unter Umsetzung von Energie zu erhitzen, die im Innern eines nicht leitenden Körpers mittels eines elektrischen Wechselfeldes erzeugt wird.
Eine derartige Energieumsetzung wird bekanntlich durch folgende Formel zum Ausdruck gebracht:
ρ =
wobei: ρ = Energieumsetzung pro Volumeneinheit des
nicht leitenden Körpers, K = eine Konstante, f = Peldfrequenz
£r = die Dielektrizitätskonstante in bezug
auf den nicht leitenden Körper, S = der Verlustwinkel des nicht leitenden
Körpers,
E = der Wert (in V/m) des elektrischen Feldes,
Es ist ferner bekannt (Technical Reports 182 & 203 - Laboratory for Insulation Research - Massachusetts Institute of Technology), da.ß die Werte von^ und tg/, die bei gewöhnlicher Temperatur im allgemeinen für die Bestandteile der keramischen Erzeugnisse und insbesondere für die feuerfesten Oxyde sehr gering sind, mit der Temperatur rasch anwachsen, so daß es durchaus möglich erscheint , unter der Voraussetzung ausreichend hoher Werte für
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die Frequenz f im Inneren der der Wirkung eines elektrischen Wechselfeldes ausgesetzten keramischen Erzeugnisse eine Energie umzusetzen, die für ein Sintern der Erzeugnisse ausreichend ist.
Wie Untersuchungen gezeigt haben, können auf diese Weise mit geringem Energieaufwand insbesondere Aluminiumoxydteile auf Sintertemperatur gebraht werden, indem man sie der Wirkung eines ultrahochfrequenten Feldes von etwa 2^50 MHz aussetzt, wobei der anfängliche Temperaturanstieg durch Zusätze in der keramischen Masse aktiviert wird, die sich in einem ultrahochfrequenten Feld schnell erh-itzen. Es ist daher insbesondere vorgeschlagen worden, einen geringen Anteil von Aluminiumpulver in die keramische Masse einzubauen,
Ein derartiges, mit einem ultrahochfrequenten Feld arbeitendes Sinterverfahren schafft hinsichtlich der oben angeführten Nachteile der herkömmlichen, mit Wärmestrahlung arbeitenden Verfahren Abhilfe,
Die Anforderungen hinsichtlich hitzebeständiger Auflagen und IsoUerungsmaterialien sind hierbei beträchtlich herabgesetzt.
Es ist z. B. möglich, einen Durchlaufofen mittels eines Wellenleiters für ultrahochfrequente Wellen zu bilden, der einen den Abmessungen der zu sinternden Erzeugnisse angepaßten, verringerten Querschnitt darbietet und in dem ein Förderer eine oder mehrere Reihen der Erzeugnisse verlagert. Obgleich die Metall-
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wände des Wellenleiters einen geringen Abstand von den zu sinternden Erzeugnissen aufweisen, ist es im allgemeinen nicht erforderlich, sie thermisch zu polieren, und es reicht in der Regel aus, sie außen, z« B. durch Luft, zu kühlen, da sie einzig und allein durch die Strahlung der zu sinternden keramischen Erzeugnisse erwärmt werden, was einen verhältnismäßig geringen Wärmeanfall bedeutet.
Auf dfese Weise gelangen die bei gasbeheizten öfen mit hoher Temperatur erforderlichen Wärmeisolierungen völlig in Portfall und die feuerfesten Auflagen der zu sinternden Erzeugnisse werden auf ein Minimum herabgesetzt.
Ferner wird die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre hierbei in keiner Weise durch das Heizmittel beeinträchtigt.
Das Sintern keramischer Erzeugnisse in einem ultrahochfrequenten Feld bietet .jedoch insbesondere die folgenden Schwierigkeiten:
Selbst wenn Zusätze in die keramische Masse eingebaut werden, ist der Temperaturanstieg im Anfangsstadium sehr langsam, so daß ζ. B. mehr als dreiviertel der gesamten Behandlungszeit erforderlich sind, um das zu sinternde Erzeugnis auf eine Temperaturhötte zu bringen, die weniger als die Hälfte der Sintertemperat höhe beträgt.
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Es müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um einerseits eine homogene Erhitzung des zu sinternden Erzeugnisses zu.gewährleisten und andererseits einem überschreiten der Sintertemperatur entgegenzuwirken.
Es ist ferner erforderlich, eine zu große Aufheizung der Auflagen zu vermeiden, auf denen die zu sinternden Erzeugnisse im Inneren des Ofens ruhen, wobei die Größe der Warmeschocks, die diese Auflagen und die zu sinternden Erzeugnisse erfahren, möglichst gering zu halten sind.
Die Erfindung schafft hier Abhilfe und erreicht dies ausgehend von einem Verfahren der eingangs angegebenen Art im wesentlichen dadurch, daß die zu sinternden Erzeugnisse auf eine bestimmte Temperatur vorerhitzt und sodann zur Erreichung der Sintertemperatur der direkten Wirkung eines ultrahochfrequenten elektrischen Feldes ausgesetzt werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, die gekennzeichnet ist durch eine selbsttätige Zufuhrvorrichtung, mittels welcher die zu sinternden Erzeugnisse auf einen Förderer mit regelbarer Geschwindigkeit aufsetzbar sind, der einem von elektrischen Widerständen beheizten Durchgangsofen zur Vorerhitzung zugeordnet ist, und eine übergabevorrichtung am Ausgang des Ofens, mittels welcher die vorerhitzten Erzeugnisse auf einen Förderer mit regelbarer Geschwindigkeit aufsetzbar sind, der einem Wellenleiter zuge-
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ordnet ist, in dem die zu sinternden Erzeugnisse in einem ultrahochfrequenten Feld auf Sinterauflagen hindurchführbar sind, die von Materialien mit in ihrem Gebrauchszustand geringen Dielektrizitätsverlusten gebildet sind.
Um die Temperatur zu begrenzen, die von den Auflagen und den zu sinternden Erzeugnissen erreicht wird, und die Wärmebehandlung der Erzeugnisse im Hinblick auf eine optimale Sinterqualität zu regulieren, kann der Wellenleiter mit Ausnahme von für den Durchgang der Erzeugnisse eingearbeiteten Fenstern an seinen beiden Enden durch je eine Platte aus elektrisch leitendem Werkstoff geschlossen sein, die mit "den anderen Wänden des Wellenleiters in elektrischem Kontakt steht, wobei sich ein System stehender Wellen im Wellenleiter errichtet, der für eine Begünstigung des für die Behandlung der zu sinternden Erzeugnisse am meisten geeigneten Wellentyps ausgebildet ist.
Wenn die zu sinternden Erzeugnisse sich durch Translation im Inneren des Wellenleiters verlagern, besitzt der Wellenleiter vorteilhaft eine zylindrische Grundform und ist für eine Begünstigung der Erregung von Ε-Wellen ausgebildet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen
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Pig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach
der Erfindung im Aufriß;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Sinterauflage
in Draufsicht;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Einlasses des
Wellenleiters;
Fig. h eine Darstellung der vom Wellenleiter und dessen
Anschlußvorrichtungen gebildeten Einheit; Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wellenleiters
im Axialschnitt;
Fig. 5A eine Unteransicht des Wellenleiters nach Fig. 5;
und
Fig. 6 ein auf seine Auflage aufgesetztes zu sinterndes Erzeugnis in gegenüber Fig. 5 vergrößertem Maßstab.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Sintervorrichtung für Isolierkörper a aus Aluminiumoxyd bzw. räner Tonerde, die bei Zündkerzen für Verbrennungsmotoren Verwendung finden. Die Isolierkörper a besitzen eine kegelstumpfähnliche Form.
Die zu sinternden Erzeugnisse a werden mittels einer im einzelnen nicht dargestellten Zuführvorrichtung 1 auf dem oberen horizontalen Trum eines Endlosbandes 2 herangeführt, das sie in Richtung des Pfeils G durch den strichpunktiert angedeuteten Brennraum 3 eines Elektroofens bekannter Bauart fördert, der von Widerständen, z. B. Molybdänsilizit-Widerständen, beheizt ist. Dieser Ofen
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ermöglicht es ohne besondere Schwierigkeiten, die Temperatur der Erzeugnisse a auf eine Höhe von beispielsweise etwa 1000° C zu bringen. Bei einer derartigen Temperaturhöhe können die Einrichtungen zur Handhabung der Erzeugnisse a im Inneren und am Ausgang des Ofens sowie der wesentliche Aufbau des Ofens selbst aus verhältnismäßig unedlen Materialien wie hitzebeständigem Stahl hergestellt werden, und es brauchen keine komplexen, platzraubenden und kostspieligen technischen Lösungen verwendet zu werden, wie es bei höheren Temperaturen der Fall ist.
Am Ausgang des Ofens 3 mit einer Länge L1 werden die Erzeugnisse a mittels einer nicht näher dargestellen überführungsvorrichtung 4 an das senkrechte aufsteigende Trum eines Kettenförderers übergeben, der hitzebeständige Auflagen 7 (Fig. 2) trägt, die aus einer Stange 8 mit einer Platte 9 bestehen. Die Stange 8 und die Platte 9 sind z. B. aus gesintertem Aluminiumoxyd mit einem hohen Reinheitsgrad hergestellt.
In der Stellung 10 kurz vor der Übergabe auf die Platten 9 des Förderers 6 werden die Erzeugnisse a mit einem Schutzglied b in Form eines umgekehrten Bechers bedeckt, der ebenfalls aus Aluminiumoxyd mit hohem I&nheitsgrad besteht und sich zuvor in der Position 10' auf dem absteigenden Trum 5 des Förderers 6 befand. Die Übergabe des Schutzglieds b aus der Stellung 10' in die Stellung 10 erfolgt mittels einer nicht dargestellten selbsttätigen Vorrichtung,
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Die im Ofen 3 vorerhitzten und mit ihrem Schutzglied b bedeckten, zu sinternden Erzeugnisse a werden in Richtung des Pfeils G1 von .dem aufsteigenden Trum des Förderers 6 in einen Wellenleiter 11 mit einer Länge L~ eingeführt, in dessen Innerem ein ultrahochfrequentes elektrisches Feld, z. B, mit einer Frequenz von 2450 MHz, herrscht. In diesem Wellenleiter werden die Erzeugnisse a auf Sintertemperatur gebracht.
Die Geschwindigkeit der zu sinternden Erzeugnisse im Wellenleiter ist regelbar. Diese Geschwindigkeit kann gleichmäßig oder variabel sein. Der Fall eines Förderers mit veränderbarer Geschwindigeit ist in Fig. 1 nicht dargestellt.'
Am Ausgang des Wellenleiters 11 werden die nun gesinter-ten Erzeugnisse a auf einer Strecke mit der Länge L, beträchtlich abgekühlt, bevor sie von einer nicht im einzelnen dargestellten selbsttätigen Vorrichtung 12 an einen Abförderer 13 übergeben werden.
Wenn sich das Erzeugnis a in der Position I1I unmittelbar vor dieser übergabe befindet, wird das Schutzgiedb von einer nicht dargestellten selbsttätigen Vorrichtung abgehoben und in die Stelung 14' im oberen Bereich des absteigenden Trums 5 des Förderers 6 gebracht.
Die Zeit t2, die das Erzeugnis a zum Durchlaufen der Länge L2 benötigt, ist viel'kürzer als die Zeit t± zum Durchlaufen der
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Länge L., wobei letztere viel'größer als L? ist.
Da jedoch das Erzeugnis a bei seinem Eintritt in den Wellenleiter 11 aufgrund seiner Vorerhitzung im Ofen 3 und gegebenenfalls aufgrund in ihm enthaltener Zusätze eine Dielektrizitätskonstante £, und einen Verlustwinkel ö darbietet, deren Werte erhöht sind, wird es während seines kurzen Durchgangs durch den Wellenleiter 11 auf Sintertemperatur gebracht.
Die Auflagen 7 und die Schutzglieder b, die aus Aluminiumoxyd hoher Reinheit bestehen und deren Temperatur auf einer verhältnismäßig niedrigen Höhe gehalten wird, besitzen bei ihrem Eintritt in den Wellenleiter niedrige relative Dielektrizitätskonstanten und Verlustwinkel und erhitzen sich daher auf ihrem kurzen Durchgang durch das ultrahochfrequente Feld wenig.
Auf diese Weise werden im Gegensatz zu den sich in herkömmlichen Sinteröfen abspielenden Vorgängen die den zu sinternden Erzeugnissen zugeordneten hitzebständigen Teile aus edlem Material nicht nur auf die jeweilige Auflage 7 und den Schutz b zurückgeführt, sondern kommen auch unter Bedingungen zum Einsatz, die ihre Lebensdauer gegenüber den in herkömmlichen öfen mit hoher Temperatur verwendeten hitzebeständigen Materialien beträchtlich erhöhen.
Da die Metallwände des Wellenleiters vor einer Wärmeabstrahlung der Erzeugnisse a durch die Platten 9 und die. Schutzglieder b
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geschützt sind, erwärmen sie sich nur sehr mäßig und können im übrigen leicht an ihrer Außenfläche z. B. durch Luft, gekühlt werden. Hinsichtlich dieses Wellenleiters und seiner zugehörigen Teile wie auch hinsichtlich des Förderers 6 stellt sich somit nicht das Problem irgendwelcher Wärmeschäden.
Es zeigt sich somit, daß durch das Sinterverfahren nach der Erfindung sämtliche Nachteile des Sinterns mit hoh-er Temperatur nach den herkömmlichen Verfahren vermieden werden können, Nachteil« die, wie gezeigt wurde, einen ungünstigen Einfluß auf die Betriebskosten nehmen, insbesondere wenn es sich um Erzeugnisse mit kleinen Abmessungen handelt.'
Die Aufgabe der Schutzglieder b in Verbindung mit den Platten besteht nicht nur darin, den Wellenleiter 11 gegen die Wärmestrahlung der Erzeugnisse a abzuschirmen, sondern auch darin, die sowohl durch Abstrahlung wie auch durch Konvektion auftretenden Wärmeverluste der Erzeugnisse a zu begrenzen. Die Konvektionsströme können sogar völlig ausgeschaltet werden, wenn die jeweilige, von der Platte 9 und dem Schutzglied b gebildete Umhüllung praktisch dicht sein kann, d.h. in den Fällen, in denen es nicht erforderlich ist, daß das Erzeugnis a mit der Ofenatmosphäre in Berührung steht.
Wie bereits erwähnt, ist die Temperatur der Schutzglieder b und der Platten 9 vorteilhaft geringer als diejenige der Erzeugnisse a. Es ist jedoch nicht wünschenswert, daß der Unterschied zwischen
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diesen beiden Temperaturen zu groß ist, um einen Wärmeschock bei der Ablage des Erzeugnisses a auf der Platte'9 zu vermeiden und um im allgemeinen die Wäremaustauschvorgänge zwischen dem Erzeugnis a und seiner unmittelbaren Umgebung zu begrenzen.
Es ist somit ein Kompromiß hinsichtich des Temperaturniveaus des Schutzgliedes b und der Platte 9 bei ihrem Eintritt in den Wellenleiter zu finden, so daß die Vorrichtung mit Einrichtungen zur Regulierung dieses Temperaturniveaus zu versehen ist.
Diese Einrichtung kann auf einfache Weise z, B. von einem thermisch isolierten Raum gebildet sein, der das absteigende Trum 5 des Förderers 6 umgibt und in dem der Umlauf von Frischluft reguliert werden kann. Auf diese Weise kann die Abkühlung der Schutzglieder b und der Platte 9 zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Wellenleiters 11 reguliert werden,
In zahlreichen Fällen ist jedoch diese Kühlung aufgrund des sehr geringen Wärmeleitwiderstands der Teile b und 9 oft zu stark. Es ist daher erforderlich, im unteren Bereich des absteigenden Trums 5 des Förderers eine Aufheizröhre 15 vorzusehen, in der die Teile b und 9 durch geeignete Maßnahmen, z. B, Strahlungswärme elektrischer Widerstände, wieder aufgeheizt werden.
Wie die Einrichtung zur Regulierung der Kühlung muß diese Aufheizeinrichtung regelbar sein.
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Die Pig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung schematisch den Eingang des Wellenleiters 11. Der Wellenleiter 11 umfaßt zunächst einen Bereich AB mit rechteckigem Querschnitt, dessen Abmessungen an die Ausbreitung ultrahochfrequenter Wellen der verwendeten Wellenlänge angepaßt sind.
Der Bereich BC stellt einen übergang zwischen dem Rechteckquerschnitt des Eingangsabschnitts AB und dem kreisförmigen Querschnitt des -Häuptabschnitts des Wellenleiters dar, der bei C beginnt. Der Durchmesser dieses Kreisquerschnitts ist ebenfalls an die Ausbreitung der hochfreqiaiten Wellen der verwendeten Wellenlänge angepaßt.
Die Teile 51 und 52 entsprechen jsweils einer ersten und einer zweiten Anschlußvorrichtung, deren Aufgaben nachstehend erläutert sind.
Mit 53 ist der Einlaß der zu sinternden Erzeugnisse bej&chnet, die sich im Inneren des Wellenleiters in Richtung des'Pfeils Gf bewegen. Mit 54 ist der Eingangsquerschnitt der Mikrowellen als potentieller Energieträger bezeichnet, die von einem nicht dargestellten Magnetron ausgehen.·
Mit 55 ist eine gegebenenfalls vorgesehene Wassercharge bzw. -masse bezeichnet. Ein Schlitz 56 erstreckt sich über die gesamte Länge des Wellenleiters und ermöglicht den Durchgang der Stangen 8, die die Verbindung der Platten 9 mit der Kette des Förderers 6
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herstellen.
Die Bezugszeichen 1., 2., J> und k einerseits und die Bezugszeichen Ip, 2p, 3p und 1Jp andererseits bezeichnen jeweils für die erste Anschlußvorrichtung 51 und für die zweite Anschlußvorrichtung 52 Bezugspunkte, die in der Beschreibung des in Fig. 3 dargestellten Einlasses des Wellenleiters unter Bezugnahme auf Fig. 4 verwendet werden.
In Fig. 4 ist der Wellenleiter durch die Gerade AF versinnbildlicht. In Richtung des Pfeils G* fortsc-hreitend liegen , ausgehend vom Eingang A die in Fig. 3 dargestellten Bauteile, d. h. der Bereich AB mit rechteckigem Querschnitt mit den Bezugspunkten Ij, 2*, I2 und 2p, sodann der Übergangsbereich BC und schließlich, ausgehend von C, der Wellenleiter mit kreisförmigem Querschnitt, der sich von C nach D über den größeren Bereich der Länge Lp erstreckt.
Die von der ersten und der zweiten Anschlußvorrichtung gebildete Einheit ist durch ein Teilstück einer parallel zur Geraden AF verlaufenden Geraden mit den Bezugspunkten 3^, \, 32 und ^2 versinnbildlicht. Unterhalb des Bezugspunktes ^2 ist ein gegebenenfalls vorgesehener, von einer Wassercharge gebildeter Energieabsorber veranschaulicht.
Diese Einheit gewährleistet die übertragung ultrahochfrequenter Wellen mit geeigneten Phasenverzögerungen zur Erzielung der
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folgenden Ergebnisse:
Die bei 3-. eingespeiste Energie unterteilt sich in zwei gleiche Teile zwischen 2, und 4., während bei I4. keine ultrahochfrequente Energie ankommt, so daß diese nicht aus dem offenen Ende des Wellenleiters austritt, durch das die zu sinternden Erzeugnisse hindurchgehen.
Am Ausgang der Einheit findet sich die bei 3* eingespeiste Energie, nahe der Reichweite der Anschlußvorrichtungen, bei 2p wieder, wobei die Pforte 4 p keine Energie erhält. Auf diese Weise pflanzt sich die bei 3-j eingespeiste ultrahochfrequente Energie wunschgemäß in Richtung des Pfeils G1 fort, ohne bei I1 oder ^2 auszutreten. Die beschriebene Einrichtung ermöglicht es somit, hinsichtlich der Portpflanzung der ultrahochfrequenten Energie das gleiche Ergebnis zu erzielen, als wenn das Magnetron direkt am Eingang des Wellenleiters angeschlossen wäre, ohne jedoch die Einführung der zu sinternden Erzeugnisse durch diesen Einlaß zu behindern,
Am Ende des Bereichs CD mit kreisförmigem Querschnitt des Wellenleiters befindet sich ein zum Bereich BC symmetrischer Übergangsbereich DE, der den übergang vom kreisförmigen Querschnitt zu einem rechteckigen Querschnitt bildet. Darauf folgt eine mit der Einlaßeinheit identische zweite Einheit, die neben dem Hauptwellenleiter mit den Bezugspunkten 1,, 2,, I2., 2^ eine dritte und eine vierte Anschlußvorrichtung mit den Bezugspunkten 3,, 1U, 3h
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und H1^ umfaßt, wobei unter letzterem Bezugspunkt noch ein von einer Wassercharge gebildeter Energieabsorber versinnbildlicht ist. Am Ausgang dieser zweiten Einheit findet sich die nicht für das Sintern gebrauchte Restenergie bei 4j. wieder, wobei die Pforte 22J keine Energie erhält. Auf diese Weise entweicht die ultrahochfrequente Restenergie nicht durch den Ausgang des von den zu sinternden Erzeugnissen durchlaufenen Wellenle'iters und wird bei ^h durch eine Wassercharge absorbiert.
Bei dem dargestellten Beispiel sind die Abschnitte 2., 1» und 4., 32 als identisch angenommen. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen werden, daß sie nicht identisch sind, was in bezug auf den vorstehend behandelten Fall eine Phasenunsymmetrie bei 1? und 3p hervorrufen würde, wodurch das Energieniveau bei 2p reduziert und ein Energieniveau bei ^2 erscheinen würde, das nicht Null ist, so daß dort eine Wassercharge zum Absorbieren dieser Energie vorzusehen wäre. Auf diese Weise kann die in den Wellenleiter eingespeiste Energie dosiert werden.
Die in Pig, ^ veranschaulichte Gesamtanordnung ermöglicht es sonit, ultrahochfrequente Energie in den Wellenleiter einzuspeisen und zu dosieren, ohne den Umlauf der zu sinternden Erzeugnisse zu behindern und ohne daß die ultrahochfrequente Energie nach außen entweicht. Außerdem besitzt diese Anordnung einen Grad stehender Wellen, der so schwach ist, daß nicht die Gefahr von Beschädigungen des Magnetrons besteht.
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Ferner gewährleistet die kreisförmige Abschnittsform des Wellenleiters auf dem Abschnitt CD eine Wirkung des ultrahochfrequenten Feldes mit Rotationssymmetrie in bezug auf die Achse der Rotations körper, die die Isolierkörper a von Zündkerzen bilden, was zur Gleichmäßigkeit der den Erzeugnissen vermittelten Erhitzung beiträgt .
Es kann sich jedoch als vorteilhaft erweisen, eine Querverschiebung der Erzeugnisse a im ultrahochfrequenten Feld vorzusehen, um eventuelle Variationen der Felddichte in der zur Achse des Wellenleiters senkrechten Ebene zu neutralisieren. Diese Querverschiebung kann dadur-ch erreicht werden, daß die Auflagen 7 ein gewisses Maß an Querbeweglichkeit in bezug auf die Kette des Förderers 6 erhalten, indem z. B, diese Auflagen mit der Kette durch in ihrer Form veränderbare Parallelogramme verbunden werden, deren Form auf der gesamten Länge des Wellenleiters mittels einer ortsfesten Verstellvorrichtung veränderbar ist. Zum Bewerkstelligen dieser Querverschiebung der Erzeugnisse a im Wellenleiter 11 sind andere Einrichtungen denkbar, ohne daß diese in diesem Zusammenhang im einzelnen erläutert werden müßten.
Die vorstehend beschriebene Anlage stellt nur ein Beispiel zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dar.
2s versteht sich, daß andere keramische Erzeugnisse a als die jrwähnten Isolierkörper von Zündkerzen nach dem Verfahren gemäß ler Erfindung gesintert werden können, z. B. Substrate elektroni-
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scher Schaltungen, Kondensatorbeläge, Leitungsträger, keramische Boden- und Wandplatten usw,
Ferner kann die Anordnung einzelner Bereiche der Anlage unterschiedlich ausgeführt sein. So können z. B. der Förderer 6 und der Wellenleiter 11 horizontal in Verlängerung des Förderers 2 und des Ofens 3 oder seitlich zu diesen angeordnet sein.
Bei dem Beispiel nach den Fig. 5, 5a und 6 besitzt der als Ganzes mit 101 bezeichnete Wellenleiter um eine Längsachse Y-Y' einen geraden z, B. kreisförmigen Abschnitt. Die Längsachse Y-Y1 verläuft z, B, senkrecht und entlang dieser Achse sind Auflagen 102 bewegbar, die von ebenen, senkrecht zur Achse Y-Y1 stehenden Platten gebildet sind, auf denen die zu sinternden Erzeugnisse 103 ruhen. Die Erzeugnisse 103 sind nicht in Fig. 5, sondern lediglich in Fig, 6 veranschaulicht. Die Auflageplatten sind durch Laschen 101I mit einem Förderer 105 verbunden, der in Richtung des Pfeils FF fördert.
Die Wand 106 des Wellenleiters besitzt parallel zur Längsachse Y-Y1 entlang einer Erzeugenden einen Schlitz 107 auf der gesamten Länge des Wellenleiters. Die Wand 106 besitzt ferner, z. B. in der durch die Achse Y-Y1 und den-Schlitz 107 definierten Ebene an letzterem diametral gegenüberliegenden Stellen, zwei öffnungen 108 und 109, die jeweils an einem der beiden Enden des Wellenleiters angeordnet sind. Die öffnung 108 dient der seitlichen Einspeisung der ultrahochfrequenten Energie in den Wellenleiter
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mittels einer nicht dargestellten Anschlußvorrichtung, Die öffnung 109 dient gegebenenfalls der seitlichen Abführung ultrahochfrequenter Restenergie ebenfalls über eine nicht dargestellte Anschlußvorrichtung .
Die Enden des Wellenleiters sind durch senkrecht" zur Achse Y-Y' verlaufende Wände 1010 und 1011 abgeschlossen, die aus elektrisch leitendem Material bestehen und mit der Wand 106 in elektrischem Kontakt stehen. In die Wände 1010 und 1011 ist ein Fenster 1012 bzw. 1013 für einen Durchgang der Auflageplatten 102 eingearbeitet Diese Fenster 1012 und IOI3 besitzen in bezug auf die Wände 1010 und 1011 eine geringe Flächenausdehnung,
Der Schlitz IO7 in der Wand 106 ist mit den Fenstern 1012 und 1013 durch in die Wände 1010 und 1011 eingearbeitete Radialschlitze 1011I verbunden.
Die Wände 1010 und 1011 ermöglichen es, im Inneren des Wellenleiters ein System stehender Wellen zu erzeugen, so daß sich der Wellenleiter dann wie ein Hohlraum verhält, Dies ermöglicht es, in bevorzugten Zonen im Inneren des Wellenleiters Energiekonzentrationen zu erzeugen. Hierbei kann unter Verwendung einer sehr viel geringeren Ultrahochfrequenzenergie in den bevorzugten Zonen eine Intensität des ultrahochfrequenten elektrischen Feldeserreicht werden, die zumindest gleich der im gesamten Volumen des Wellenleiters praktisch gleichen Intensität des ultrahochfrequenten elektrischen Feldes ist, die unter Bereitstellung
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eirft" viel größeren Energie im Falle eines an seinen Enden offenen und folglich von nicht stehenden Wellen durchlaufenen Wellenleiters erreicht wird.
Es ist natürlich erforderlich, daß die bevorzugten Zonen, in denen diese Energiekonzentrationen zustande kommen, mit der Position der zu sinternden Erzeugnisse im Inneren des Wellenleiters zusammenfallen. Der Wellenleiter ist daher für eine Begünstigung der Erregung des für die Behandlung der zu sinternden Erzeugnisse geeignetsten Wellentyps eingerichtet. Unter diesem Gesichtspunkt besteht eine besonders vorteilhafte Lösung beitranslatorischer Verlagerung der Erzeugnisse im Wellenleiter darin, im Inneren des Wellenleiters eine Erregung von Ε-Wellen entsprechend einem ultrahochfrequenten Feld zu fördern, dessen elektrische Feldstärke parallel zur Achse Y-Y' des Wellenleiters konstant ist. Im Falle von Erzeugnissen, die die Form eines Zylinders oder VoIlprismas in der Nähe der Achse des Wellenlei-ters einnehmen und deren größt.e Abmessung parallel zu dieser Achse verläuft, ist es vorteilhaft, die Erregung von Wellen des E-Typs 010 zu fördern, Dieser Wellentyp entspricht nämlich einem ultrahochfrequenten Feld, dessen Stärke entlang der Achse konstant und in Achsnähe maximal ist, während sie bei Entfernung von der Achse Y-Y1 abnimmt, um bei Berührung der Wand 106 Null zu werden.'
Durch Berechnung lassen sich die Grenzwerte bestimmen, zwischen denen sich der Innendurchmesser des kreisförmigen Wellenleiters 101 befinden muß, um die Erregung von Wellen des E-Typs 010
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unter Unterdrückung anderer Wellentypen zu begünstigen. Hierbei findet man, daß zur Vermeidung einer Erregung von Wellen des E-Typs 110 im Falle einer verwendeten Frequenz von 2,45 GHz der Durchmesser unter 15 cm und zur Vermeidung einer Erregung von Wellen des E-Typs 020 unter 21 cm liegen muß. Ferner ergibt sich der E-Typ 010 nur dann, wenn der Durchmesser größer als 10 cm ist. Folglich wird durch einen Wellenleiter, dessen Innendurchmesser zwischen 10 und 15 cm liegt,'die Erregung von Wellen des E-Typs 010 unter Ausschluß anderer Wellentypen gefördert, die eine ungünstigere Verteilung der Intensität des ultrahochfrequenten elektrischen Feldes bedeuten, wenn es sich bei den zu sinternden Erzeugnissen um Zylinder oder Vollprismen handelt.
Ferner sind die Stromlinien, die die leitenden Wände des Wellenleiters durchlaufen, im Falle von Wellen des E-Typs 010 entlang den Erzeugenden der Wand 106 und entlang den Radien der Wände 1010 und 1011 gerichtet. Aus diesem Grunde werden die Stromlinien durch die Schlitze 107 und 1014 nicht geschnitten, so daß sie nicht den Sitz von Energieverluste hervorrufenden EmL ssionen bilden und die Form und Stärke des Feldes im Inneren des Wellenleiters praktisch nicht stören. Im Gegens-atz hierzu würden die den Wellen der.E-Typen 110 und 020 entsprechenden Stromlinien die Schlitze 107 und 1014 schneiden, so daß das Vorhandensein dieser Schlitze einen weiteren Grund dafür darstellt, im Bdarfsfall die Erregung von Wellen der E-Typen 110 und 020 zugunsten des E-Typs 010 zu unterdrücken.
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Die Verwendung eines kreisförmigen, an seinen beiden Enden geschlossenen Wellenleiters mit einem Durchmesser zwischen 10 und 15 cm bei einer Frequenz von 2,45 GHz, der entlang einer Radialebene geschlitzt ist, gewährleistet auf diese Weise eine ideale Konzentration des ultrahochfrequenten Feldes in der Nähe der Achse des Wellenleiters und gleichmäßig entlang dieser Achse, was einer optimalen Nutzung der in den Wellenleiter eingespeisten ultrahochfrequenten Energie entspricht.
Im Falle von Wellen des E-Typs 010 werden dünne Platten aus dielektrischem Material, die in den Wellenleiter senkrecht zu dessen Achse Y-Y' eingesetzt werdens durch das ultrahochfrequente Feld praktisch nicht aufgeheizt. Die Auflageplatten 102 sind daher z. B, aus dünnen Aluminiumoxydplatten gebildet, so daß sie sich nicht durch die direlfce Einwirkung des ultrahochfrequenten Feldes, sondern lediglich aufgrund des angrenzenden zu sinternden Erzeugnisses erwärmen, das sich seinerseits weit mehr erwärmt, da sich seine größten Abmessungen parallel zur Achse Y_Yt erstrecken. In Verbindung mit der Kühlung der Auflagen 102 außerhalb des Wellenleiters wird daher eine zu starke Erwärmung der Auflagen mit allen daraus resultierenden Nachteilen vermieden.
Im Falle von Wellen des E-Typs 0.10 ist es ferner möglich, die senkr-echt zur Achse Y-Y' stehenden Auflagen 102 aus einem elektrisch leitenden Material zu fertigen, ohne daß daraus Störungen in der Verteilung der Feldstärke entstehen, sofern diese Auflagen bzw, Platten 102 dünn sind. So können die Auflageplatten 102
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ζ, B, vorteilhaft aus einem hitzebeständigen Metall bestehen. Die Kühlung der Auflagen außerhalb des Wellenleiters ist dadurch erleichtert,
Um zu vermeiden, daß die Auflagen 102 aus leitendem Material den mit ihnen in Berührung stehenden Bereich des zu sinternden Erzeugnisses 103 zu stark kühlen, kann zwischen das Erzeugnis 103 und die Auflage 102 vorteilhaft eine dünne Schicht 1015 eines wärmedämmenden hitzebeständigen Materials, insbesondere ein poröses hitzebeständiges Material, gelegt werden.
Bekanntlich steigen die Dielektrizitätsverluste keramischer Erzeugnisse mit der Temperatur nach einer exponentiellen Verlaufkurve, was die Tendenz zur Folge hat, daß die Erhitzung der keramischen Erzeugnisse in einem ultrahochfrequenten Feld insbesondere in der Nähe der Sintertempera.tur überschatten wird. Um diese Temperaturüberschreitung zu vermeiden und die Erhitzung auf dem für eine optimale Sinterung erforderlichen exakten Niveau anzuhalten, muß die Möglichkeit eines genauen und raschen Einwirkens auf die Parameter der Erhitzung und insbesondere auf .die in das zu sinternde Erzeugnis abgeführte Menge ultrahochfrequenter Energie, gegeben sein.
Dies läßt sich auf verschiedene Art und Weise erreichen.
So kann z, B. die in den Wellenleiter eingespeiste ultrahochfrequente Energie in den Fällen, in denen die Einspeisung mittels
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einer ζ, Β. seitlichen Anschlußvorrichtung erfolgt, dadurch geregelt werden, daß die Oberfläche der öffnung 108 (Fig. 5) mittels einer veränderbaren Lochscheibe oder Lamellenblende verändert wird.
Die eingespeiste Energie kann auch dadurch reguliert werden, daß die Leistungsabgabe des Ultrahochfrequenzerzeugers, ζ. Β, eines Magnetrons oder Klystrons, reguliert wird. Hierzu kann z, B. auf die Versorgungsspannung oder -spannungen eines derartigen Erzeugers eingewirkt werden. Ferner kann der Steuerungsmodulator des Erzeugers in der Weise beeinflußt werden, daß die Dauer der Erregungsimpulse des Erzeuge'rs in bezug auf die Dauer der Rriode dieser Impulse verändert wird.
Anstatt die in den Wellenleiter eingespeiste Energie bzw. Leistung zu beeinflussen, kann auch die Tatsache ausgenutzt werden daß die Feldstärke bei deriWellen des E-Typs 010 bei Entfernung von der Achse Y-Y1 abnimmt. Es genügt daher, den Abstand der zu sinternden Erzeugnisse von dieser Achse zu verändern. Eine einfache Lösung hierzu besteht darin, den Wellenleiter 101 um eine Achse (nicht dargestellt) schwenkbar anzuordnen, die nahe dem Eingang des Wellenleiters und senkrecht zu einer von der Achse Y-Y1 und dem Schlitz 107 gebildeten Ebene gelegen ist. Es genügt sodann, den Wellenleiter geringfügig zu neigen, damit sich die zu sinternden Erzeugnisse progressiv von der Achse des Wellenleiters in dem Maße, wie sie durch diesen fortschreiten, entfernen. Durch diese einfache Maßnahme wird die in das zu
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sinternde Erzeugnis eingegebene Energie in dem Maße progressiv reduziert, wie die Dielektrizitätsyerluste des Erzeugnisses größer werden.
Die verschiedenen, oben aufgeführten Maßnahmen zur Regulierung der Erhitzung der zu sinternden Erzeugnisse können manuell durchgeführt werden. Es ist jedoch vorteilhafter, sie selbsttätig mittels einer vorzugsweise elektronischen, von einem Meßapparat gesteuerten Regeleinrichtung durchzuführen. Eine besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, außerhalb des ultrahochfrequenten Feldes Hl hoher Intensität, welches die Erhitzung der zu sinternden Erzeugnisse bewirkt, ein zweites ultrahochfrequentes Feld H2 schwacher Intensität vorzusehen, welches in bekannter Weise eine Messung der Dielektrizitätseigenschaften der zu sinternden Erzeugnisse ermöglicht. Da diese Eigenschaften mit der Erhitzung in der Nähe des Sinterpunktes sehr rasch ansteigen, stellt ihre Messung eine hochempfindliche Maßnahme zur Kontrolle der Aufheizung dar und das Meßergebnis ermöglicht es somit, die oben erwähnte Regeleinrichtung genau zu steuern.
Das Meßfeld' H2 kann über dem Heizfeld Hl im Wellenleiter angeordnet sein. Das Meßergebnis entspricht dann jedoch dem Mittelwert der Dielektrizitätseigenschaften sämtlicher zu sinternder Erzeugnisse, die sich zum Meßzeitpunkt im Wellenleiter befinden.
Vorteilhafter kann eine Messung der Dielektrizitätseigenschaften eines bestimmten Erzeugnisses in einem bestimmten Augenblick
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während seiner Erhitzung sein, Eine besonders vorteilhafte Lösung, dies zu erreichen, besteht in der Verwendung eines kleinen, vom Wellenleiter unabhängigen Hohlraums in der Hochfrequenzebene, der von den Erzeugnissen durchquert wird. Wie Fig. 5 zeigt, kann dieser Hohlraum 1016 z. B, außerhalb des Wel]anleiters, beispielsweise an dessen Ausgang, angeordnet sein, Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel ist der Hohlraum 1016 koaxial zum Wellenleiter angeordnet, jedoch ist dies keine zw-ingende Voraussetzung. Die Verwendung dieses Hohlraums geringer Abmessungen ermöglicht eine sehr genaue Messung der Dielektrizitätseigenschaften eines bestimmten Erzeugnisses und damit eine sehr genaue und insbesondere zweckentsprechende Steuerung der Regeleinrichtung.
Die Meßkammer kann auch zwischen zwei z, B, koaxialen Wellenleitern angeordnet sein, wobei der erste Wellenleiter die zu sinternden Erzeugnisse auf eine ein wenig unterhalb der Sintertemperatur liegende Temperatur bringt und der zweite Wellenleiter die Temperatur der zu sinternden Erzeugnisse auf Sintertemperatur erhöht und zu diesem Zweck mittels der Meßkammer reguliert ist.
Anstatt die Dielektrizitätseigenschaften eines zu sinternden Erzeugnisses direkt zu messen, können auch diejenigen eines maßgebenden Musterstücks gemessen werden, dessen Dielektrizitätseigenschaften sich in bekannter Weise als Funktion der Temperatur .ändern, wobei die Temperatur dieses maßgebenden Musterstücks durch die Nähe des oder der zu sinternden Erzeugnisse beeinflußt wird. Diese Einrichtung, die von einem als Temperaturmeßsonde
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verwendeten Musterstück ζ, B, aus Aluminiumoxyd und der das Feld H2 verwendeten Meßvorrichtung gebildet ist, stellt aufgrund der sehr schnellen Veränderung der Dielektrizitätseigenschaften des Aluminiumoxyds bei hohen Temperaturen eine vorteilhafte Apparatur zur Messung und Kontrolle der hohen Temperaturen dar.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, von denen ausgehend weitere Ausführungsformen denkbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1, Verfahren zum Sintern keramischer Erzeugnisse, insbesondere bei hoher Temperatur sinternder und gegebenenfalls Zusätze enthaltender Erzeugnisse kleiner Abmessungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sinternden Erzeugnisse auf eine bestimmte Temperatur vorerhitzt und sodann zur Erreichung der Sintertemperatur der direkten Wirkung eines ultrahochfrequenten elektrischen Feldes ausgesetzt werden,
    2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ultrahochfrequentes elektrisches Feld mit einer Frequenz von etwa 2450 MHz verwendet wird.
    3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sinternden Erzeugnisse in der Vorerhitzungsphase auf eine Temperatur von etwa 10000C geführt werden.
    4, Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sinternden Erzeugnisse durch die Wirkung eines elektrischen Wechselfeldes oder durch thermische Leitfähigkeit und Strahlung vorerhitzt werden,
    5, Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 ,· dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des elektrischen Wechselfeldes und die gleichmäßige oder variable Bewegungsgeschwindigkeit der Erzeugnisse im ultrahochfrequenten elektrischen Feld zum
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    Sintern geregelt werden,
    6, Verfahren nach einem oder mehreren der Anspriche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sinternden Erzeugnisse während der Sinterphase vor Strahlungsverlusten und Wärmeschocks geschützt werden,
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höchsttemperatur von Schutzgliedern auf ein festgelegtes, unterhalb der Sintertemperatur liegendes Niveau geregelt wird,
    8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Zufuhrvorrichtung, mittels welcher die zu sinternden Erzeugnisse auf einen Förderer mit regelbarer Geschwindigkeit aufsetzbar sind, der einem von elektrischen Widerständen beheizten Durchgangsofen zur Vorerhitzung zugeordnet ist, und eine Übergabevorrichtung am Ausgang des Ofens, mittels welcher die vprerhitzten Erzeugnisse auf einen Förderer mit regelbarer Geschwindigkeit aufsetzbar sind, der einem Wellenleiter zugeordnet ist, in dem die zu sinternden Erzeugnisse in einem ultrahochfrequenten Feld auf Sinterauflagen hindurchführbar sind, die von Materialien mit in ihrem Gebrauchszustand geringen Dielektrizitätsverlusten gebildet sind.
    9, Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Vorrichtung zur Bewehrung der zu sinternden Erzeug-
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    nisse mit Schutzgliedern am Eingang des Wellenleiters und eine selbsttätige Vorrichtung zur Abnahme der Schutzglieder am Ausgang des Wellenleiters,
    10, Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Umlaufvorrichtung für die Sinterauflagen und gegebenenfalls der Schutzglieder außerhalb des Wellenleiters in einer temperaturregulierbaren Umgebung,
    11, Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß„der Wellenleiter auf seiner ganzen Länge geschlitzt ist und Anschlußvorrichtungen für eine seitliche Einspeisung ultrahochfrequenter Energie am Einlaß des Wellenleiters und für eine seitliche Abnahme von ultrahochfrequenter Restenergie am Auslaß des Wellenleiters vorgesehen sind,
    12, Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter mit Ausnahme von für den Durchgang der Erzeugnisse eingearbeiteten Penstern an seinen beiden Enden durch je eine Platte aus elektrisch leitendem Werkstoff geschlossen ist, die mit den anderen Wänden des Wellenleiters in elektrischem Kontakt steht., wobei sich ein System stehender Wellen im Wellenleiter errichtet, der für eine Begünstigung des für die Behandlung der zu sinternden Erzeugnisse am meisten geeigneten Wellentyps ausgebildet ist.
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    der * Vorrichtung nach - 33 - 2451253 13. eine Wellenleiter eine Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Begünstigung der zylindrische Grundform besitzt und für Erregung von Ε-Wellen ausgebildet ist
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Wellenleiters von zylindrischer Grundform und vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt zwischen 10 und 15 cm beträgt, wobei bei einer Feldfrequenz von 2,45 GHz der erregte Wellentyp der E-Typ 010 ist.
    15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Wellenleiter mindestens entlang einer seiner Erzeugenden geschlitzt ist und sich der auf diese Weise gebildete Schlitz in jeder der die Enden des Wellenleiters abschließenden Platten in einem Radialschlitz fortsetzt, der in das in der Abschlußplatte für den Durchgang der zu sinternden Erzeugnisse vorgesehene Fenster einmündet,
    16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen der zu sinternden Erzeugnisse im Inneren des Wellenleiters von dünnen, vorzugsweise kreisförmigen Platten gebildet sind, die senkrecht zur Längsachse des Wellenleiters verlaufen und durch Laschen mit einem die Platten von einem zum anderen Ende des Wellenleiters fördernden äußeren Förderer verbunden sind.
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    17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatten von einem elektrisch nicht leitenden, hitzebeständigen Werkstoff gebildet sind.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatten von einem elektrisch leitenden, hitzebeständigen Werkstoff gebildet sind.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatten zumindest im mittleren Bereich ihrer die zu sinternden Erzeugnisse abstützenden Fläche mit einem hitzebeständigen, wärmedämmenden, insbesondere porösen, hitzebeständigen Werkstoff bekleidet sind.
    20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem die Erhitzung der zu sinternden Erzeugnisse bewirkenden ultrahochfrequenten elektrischen Feld ein zweites ultrahochfrequentes elektrisches Meßfeld vorgesehen ist, mittels welchem zu jedem Augenblick die Dielektrizitätseigenschaften der zu sinternden Erzeugnisse oder zumindest eines Musterstücks meßbar sind, wobei das Meßergebnis einer Regelvorrichtung zur Regulierung der Wärmebehandlung der zu sinternden Erzeugnisse im Wellenleiter zuführbar ist.
    21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite ultrahochfrequente Feld zusammen mit dem ersten
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    ultrahochfrequenten Feld im Wellenleiter vorliegt.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite ultrahochfrequente Feld eine von den im Wellenleiter behandelten Erzeugnissen durchquerte Meßkammer speist, die z. B. am Ausgang des Wellenleiters angeordnet ist.
    23. Vorrichtung nach Anspruch 20^ dadurch gekennzeichnet, daß das zweite ultrahochfrequente Feld eine Meßkammer speist, die zwischen zwei jeweils von einem ultrahochfrequenten Erhitzungsfeld gespeisten Wellenleitern angeordnet ist, und daß der zweite Wellenleiter mittels der Meßkammer regulierbar ist.
    24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung der im Wellenleiter zu behandelnden Erzeugnisse durch Regelung der in den Wellenleiter eingespeisten ultrahochfrequenten Energie regulierbar ist.
    25. Vorrichtung nach Anspruch 21I, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der in den Wellenleiter eingespeisten ultrahochfrequenten Energie bei Speisung des Wellenleiters mittels einerAnschlußvorrichtung durch Veränderung des wirksamen Durchmessers zumindest einer durchmesserveränderlichen öffnung herbeiführbar ist, die die Anschlußvorrichtung mit dem Wellenleiter verbindet.
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    26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Regleung der in den Wellenleiter eingespeisten ultrahochfrequenten Energie durch Regelung der Versorgungsspannung oder -Spannungen des Erzeugers des ultrahochfrequenten Feldes herbeiführbar ist.
    27. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der in den Wellenleiter eingespeisten ultrahochfrequenten Energie durch eine Regelung des Steuermodulators des Erzeugers des ultrahochfrequenten Feldes zur Veränderung der Dauer der Erregungsimpulse des Erzeugers in bezug auf die Periode dieser Impulse herbeiführbar ist.
    28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung der Wärmebehandlung der Erzeugnisse im Wellenleiter durch Veränderung des Abstandes der zu behandelnden Erzeugnisse von der Achse des Wellenleiters herbeiführbar ist.
    29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter um eine Achse schwenkbar angeordnet ist, die senkrecht zu der von der Achse des Wellenleiters und dem sich entlang einer Erzeugenden erstreckenden Schlitz gebildeten Ebene angeordnet ist.
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    30. Wärmemeßvorrichtung zum Kontrollieren und Messen, insbesondere in einer Vorrichtung nach Anspruch 20,· gekennzeichnet durch eine Temperatursonde, die von einem Musterstück aus einem Werkstoff gebildet ist, dessen Dielektrizitätseigenschaften sich in bekannter Weise als Punktion der Temperatur ändern, und eine Meßvorrichtung, mittels welcher beispielsweise mittels eines ultrahochfrequenten elektrischen Meßfeldes der Wert dieser Dielektrizitätseigenschaften meßbar ist.
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DE19742451253 1973-10-31 1974-10-29 Verfahren zum sintern keramischer erzeugnisse und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens Withdrawn DE2451253A1 (de)

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