DE2811319C3 - HF-Resonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz zum Versiegeln bzw. Verschweißen dünner, flächiger, insbesondere thermoplastischer Materialien, wie Verpackungsfolien - Google Patents

HF-Resonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz zum Versiegeln bzw. Verschweißen dünner, flächiger, insbesondere thermoplastischer Materialien, wie Verpackungsfolien

Info

Publication number
DE2811319C3
DE2811319C3 DE2811319A DE2811319A DE2811319C3 DE 2811319 C3 DE2811319 C3 DE 2811319C3 DE 2811319 A DE2811319 A DE 2811319A DE 2811319 A DE2811319 A DE 2811319A DE 2811319 C3 DE2811319 C3 DE 2811319C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resonator
resonance frequency
resonator according
ferromagnetic body
ferromagnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2811319A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2811319B2 (de
DE2811319A1 (de
Inventor
Gyula Malmoe Balla (Schweden)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tetra Pak AB
Original Assignee
Tetra Pak International AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tetra Pak International AB filed Critical Tetra Pak International AB
Publication of DE2811319A1 publication Critical patent/DE2811319A1/de
Publication of DE2811319B2 publication Critical patent/DE2811319B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2811319C3 publication Critical patent/DE2811319C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/215—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
    • H01P1/217—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material the ferromagnetic material acting as a tuning element in resonators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/04—Dielectric heating, e.g. high-frequency welding, i.e. radio frequency welding of plastic materials having dielectric properties, e.g. PVC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/23—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being multiple and parallel or being in the form of tessellations
    • B29C66/232—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being multiple and parallel or being in the form of tessellations said joint lines being multiple and parallel, i.e. the joint being formed by several parallel joint lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81431—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single cavity, e.g. a groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8145—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0008—Magnetic or paramagnetic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Package Closures (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenz-Resonator der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannt ten Gattung.
HF-Resonatoren mit einstellbarer Resonanzfrequenz sind bereits bekannt (DE-AS 11 86 119, DE-PS 9 37 475 und proceedings of the IRE 10/1956, Seiten 1431 — 1438). Wie bei Resonatoren allgemeiner Art, bei denen die Resonanzfrequenz von der Induktivität und Kapazität des Resonators abhängt, bestimmen auch bei Hohlraum- oder Koaxialleitungsresonatoren die Induktivität und Kapazität, d. h. die Größe der Abmessungen des Resonators, die Resonanzfrequenz. Durch Verändem der Größe bzw. des Volumens des Resonators ist daher die Resonanzfrequenz änderbar. Es ist jedoch auch bekannt, die Resonanzfrequenz auf elektrischem Wege beispielsweise dadurch zu beeinflussen, daß das Magnetfeld durch Einbringen von ferromagnetischem Material im Sinne einer Vergrößerung der Induktivität gesteuert wird.
Bei der Erfindung soll ein HF-Resonator besonders an die Zwecke des Versiegeins bzw. Verschweißens dünner, insbesondere thermoplastischer Materialien angepaßt sein. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß bei der Anwendung elektromagnetischer Felder an solchen elektrisch nicht leitfähigen Materialien dielektrische Wärmeverluste auftreten, die zu einer mehr oder weniger stark konzentrierten Wärmentwicklung führen, die zum Versiegeln bzw. Verschweißen solcher Materialien ausgenutzt wird. Schwierigkeiten bereitet dabei allerdings, daß oft die Kenngrößen des Materials, z. B. Dicke, Feuchte u. d?!., veränderbar sind und daher sich auch die Resonanzfrequenz, und daher die Wirksamkeit der Erwärmung, in Abhängigkeit von diesen Größen ändert. Da die Resonanzfrequenz, die im allgemeinen in der Größenordnung zwischen 400 und 500 MHz (im speziellen Fall 433,43 MHz) liegt, in Grenzen von ±2% gehalten werden soll, ist es daher wichtig, daß
beispielsweise Materialdicken-Änderungen keine erheblichen Störgiößen bedingen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Resonator der eingangs genannten Gattung dahingehend zur Anwendung zum Versiegeln und Verschwei-Ben solcher Folien, die insbesondere als Laminat bzw. Schichtstoffe ausgebildet sind, zu verbessern, daß ein hoher Wirkungsgrad erzielbar ist; d h. daß der Aufwand an elektrischer Energie zu einer praktisch optimalen Ausbeute sowie raschen und guten Versiegelung bzw. Verschweißung des Materials beiträgt.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprücnen sind weitere Ausbildungen derselben beansprucht.
Bei der Erfindung werden die zur Steuerung bzw. zurr.
Ausgleich der Remanzfrequenz dienenden Magnetfelder nicht nur auf den ferromagnetischen Körper konzentriert, was bereits bekannt ist. sondern in demjenigen Teil zur Hauptwirkung gebracht, der von dem eigentlichen Versiegelungsbereich am vorderen bzw. »offenen« Ende des Hohlraumes entfernt angeordnet ist. Insofern findet praktisch eine gewisse Trennung des optimalen Magnetfeldes und des optimalen elektrischen Feldes statt, wodurch die Aufteilung in zwei Kammern, d. h. zwei Hohlräume, diese Wirkung begünstigt. Außerdem müssen die zu verschweißenden Materialschichten nicht über einen breiten Bereich verschweißt bzw. versiegelt werden, sondern ist die Vefschweißung auf zWei praktisch parallelverlaufende, schmale Zonen beschränkbai', was einerseits die Geschwindigkeit des zuverlässigen Verschweißens begünstigt und andererseits eine zu hohe Erwärmung und damit eine Beeinträchtigung des Materials vermei-j den hilft.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch einen HF-Resonator zum Versiegeln von Kunststofflaminaten;
F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Resonator mit Einsätzen aus ferromagnetische!!! Material;
F i g. 3 die Magnetisierungskurve für ein ferromagnetisches Material und
Fig.4 bis 9 drei verschiedene Ausführungsformen eines HF-Resonators mit einer Reihe von Magnetspulen für die Vormagnetisierung des in den Resonator eingesetzten ferromagnetischen Materials.
Die Erfindung kann nun bei verschiedenen Typen von Resonatoren Anwendung finden. Aus Gründen der Einfachheit jedoch konzentriert sich die folgende Beschreibung auf sogenannte Koaxialleitungsresonatoren, die den zur Verwendung zu Versiegelungszwecken bei Verpackungsmaschinen geeignetsten Resonatortyp darstellen.
Der H F-Resonator gemäß F i g. 1 arbeitet keineswegs immer unter maximaler Energienutzung bzw. -Wirksamkeit. Dies kann dazu führen, daß die Energieentwicklung unzureichend wird und die Versiegelung unbefriedigend ausfällt Außerdem ist der Resonatorkasten verhältnismäßig hoch. Bei der dargestellten Ausführur.gsform ist die Höhe mit /!bezeichnet Der Resonator 1 besteht aus zwei parallelen seitlichen Resonatorwänden 4 aus Metall, die mit einem Joch als weiterer Resonatorwand 5 aus Metall verbunden sind, !m mittleren Teil ist eine Zwischenplaite bzw. ein Mittelsteg 3 aus Metall vorgesehen. Der Hohlraum 2 zwischen den Seitenwänden 4 und dem Mittelsteg 3, sowie die Höhe und der gegenseitige Abstand der Seitenwände 4 und des Mittelsteges 3, bestimmen die sogenannte Resonanzfrequenz des Resonators 1. Diese soll derart eingerichtet sein, daß sie mit der Arbeitsfrequenz des Speisegenerators übereinstimmt Der Strom und die Energie des hier nicht dargestellten Hochfrequenzgenerators können auf den HF-Resonator 1 mittel? einer kapazitiven oder induktiven Kopplung oder, wie in dem hier beschriebenen Fall, dadurch übertragen werden, daß der Zentraileiter 8 eines mit dem Generator verbundenen Koaxialkabels 6 die Hohlräume 2 direkt mit dem trennenden Mittelsteg 3 und der Außenleiter 7 des Koaxialkabels 6 mit einer der Seitenwände 4 + verbunden ist.
Wie in der Einleitung bereit«; erwähnt, kann ein Resonator als Parallel-Resonanzkreis betrachtet werden, und die Induktivität des Resonators und somit auch sein Magnetfeld können bei der Resonanzfrequenz desselben als in dem Bereich 11 nahe der Abschlußwand 5 des Resonators 1 konzentriert angesehen werden. Die Kapazität des Resonators 1 und sein maximales elektrisches Feld kann als am offenen Teil 12 des Resonators I konzentriert gelten.
Wird ein Verpackungsmaterial 9, besteheno aus einem Laminat mit einem Material 9 von geeignetem Verlustfaktor in die Nähe des offenen Teiles 12 des Resonators 1 gebracht (insbesondere, wenn es mit Hilfe eines isolierfähigen Widerlagers 10 gegen diesen angedrückt wird), dann wird infolge der Einwirkung eines zwischen dem unteren freien Teil 13 und dem unteren Teil 14 des Mittelsteges 3 erzeugten, stark konzentrierten hochfrequenten elektrischen Feldes auf Teile des Verpackungsmaterials in einer oder mehreren Laminatschichten desselben Wärme erzeugt. Dieses kräftige und konzentrierte elektrische Feld verursacht in einer oder mehreren Laminatschichten des laminierten Materials 9 so hohe dielektrische Verluste, daß die in dem Laminat vorhandenen Thermoplastschichten zum Schmelzen und Verschmelzen gebracht werden, so daß sie konzentrierte Versiegelungszonen 15a bilden, in denen das Laminat in bleibender Weise zu einer mechanisch dauerhaften Naht vereinigt wird.
Zur Erzielung einer ausreichend hohen Wärmeentwicklung im Laminat innerhalb kurzer Zeit muß das elektrische Feld eine hohe Frequenz erhalten. In vielen
ίο Fällen wird die Höhe h des Resonators jedoch zu groß sein; dies ist ein Nachteil, insbesondere wenn die Anordnung in eine automatische Verpackungsmaschine eingebaut werden soll.
Die große Höhe des Resonators gemäß Fi g. 1 kann aber erheblich vermindert werden, wenn gemäß F i g. 2 der Resonator mit Einsätzen aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere einem Ferrit, versehen wird. Ein solcher ferromagnetischer Körper 15 kann die Induktivität des Resonators erhöhen. Wird er dort angeordnet wo das »Η-Feld«, d. h. das Magnetfeld, am stärksten ist, so verändert der Beitrag des ferromagnetischen Körpers 15 zur Induktiv!?, die Resonanzfrequenz des Resonators derart dab ce Höhe h d°s Resonators vermindert werden kann. Die Resonanzfrequenz des Resonators stimmt dennoch mit der Frequenz des Speisegenerators wieder überein. Es ist daher mögl'· h, die Bauhöhe h des Resonators zu begrenzen, was vom Gesichtspunkt der Maschinenkonstruktion von Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch Verändern der Vormagnetisierung des ferromagnetischen Körpers 15 die Induktivität und somit auch die Resonanzfrequenz des Resonators derart verändert werden können, daß diese Frequenz des Speisegenerators jederzeit, ohne Rücksicht darauf, angepaßt ist, ob die Kennlinie oder die Abmessungen des zu versiegelnden Materials 9 den Resonator derart beeinflussen, daß dessen Resonanzfrequenz zu Änderungen neigt Die Vormagnetisierung des ferromagnetischen Körpers 15 bzw. Einsatzes kann beispielsweise mit Hilfe einer Spule bewerkstelligt werden, die in den Einsatz eingeführt wird und von einer regelbaren Gleichstromquelle gespeist ist
Um das Vormagnetisieren der ferromagnetischen Einsätze bzw. Körper 15 zu ermöglichen, muß der Resonator natürlich aus nicht-magnetischem Material, beispielsweise einem Material wie Aluminium, Messing oder Edelstahl, hergestellt sein.
Im Interesse einer weiteren Verminderung der Abmessungen des Resonators kann es in gewissen
Fällen zweckmäßig sein, den Hohlraum 2 mit öl zu füllen, wobei natürlich der offene Teil des Resonators mit einem Material verschlossen sein sollte, dessen Verlustfaktor so niedrig ist, daß das am offenen Teil des Resonators entstehende elektrische Feld in diesem M?'irial keine Wärme erzeugt Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Resonatoren mit einer Ölfüllung besteht darin, daß Kondensation und Staubansammlung innerhalb des Resonators vermieden werden, was deshalb von Verteil ist, weil die elektrischen Eigenschaften des Resonitors auch durch Ablagerungen an den Innenflächen deb Resonators verändert werden.
Es ist vorteilhaft, für den ferromagnetischen Körper 15, der aus aus kürzeren Abschnitten zusammengesetzten länglichen Stäben mit Rechteck- öder Kreisquer-
schnitt bestehen kann, ein Ferritmaterial zu verwenden. Die Befestigung des Ferriteinsatzes in der gewünschten Stellung innerhalb des Resonators erfolgt zweckmäßigerweise durch Ankleben mit Klebstoff. Ferritmate-
Hal hat die Eigenschaft, daß seine magnetische Permeabilität (μ-Wert) eine Funktion der magnetischen FluQdichte B und der magnetischen Feldstärke //ist. Die Abhängigkeit der magnetischen Permeabilität von der magnetischen Flußdiehte und der magnetischen Feldstärke ist für verschiedene magnetische Materialien verschieden. Fig. 3 zeigt eine typische Hysteresisschleife oder ein Magnetisierungsdiagramm, das die Beziehung zwischen der magnetischen Flußdichte B als Ordinate und der magnetischen Feldstärke H als Abszisse graphisch veranschaulicht.
In den hier beschriebenen Anordnungen ist der ferromagnetische Körper 15 — sind die ferromagnetischen Körper 15 — einerseits durch eine Gleichstromkomponente über von einer regelbaren Gleichstromquelle gespeiste Spulen oder Elektromagnete und andererseits durch eine von einem hochfrequenten Magnetfeld erzeugte Wechselstromkomponente magnetisiert. Durch Verändern der Gleichstromkomponente, d. h. der Vormagnetisierung, mit Hilfe von in den Ferrit eingebaute Spulen oder von äußeren elektrischen Spulen bzw. Elektromjgneten können an der Magnetisierungskurve unterschiedliche Betriebspunkte (I, II, III) ausgewählt werden. Jeder solche Betriebspunkt erhält eine sogenannte Seitenschleife 26, die graphisch die Wechselstrommagnetiiierung darstellt, die der Gleichstrommagnetisierung überlagert ist. Die Neigung dieser Seitenschleife 26 stellt ein Maß der Permeabilität μ = ig «dar.
Im Punkt I beträgt als die Permeabilität μι. die größer ist als die Permeabilität μιι, die ihrerseits wiederum größer ist als die Permeabilität μικ.
Da die Induktivität mit dem magnetischen Fluß in einem Kreis zunimmt, besteht auch die Möglichkeit der Änderung des Beitrags der Ferritstäbe zur Induktivität des Resonators durch Änderung der magnetischen Flußdiehte B in den eingesetzten Ferritstäben. Dies kann dadurch geschehen, daß die Ferritstäbe mit Hilfe von Spulen oder gleichstromgespeister Elektromagnete vormagnetisiert werden, die in der in den folgenden Figuren gezeigten Weise in örtlicher Beziehung zu dem Resonator und den Ferritstäben angeordnet sind. Durch diese» VurmagnciiMci cn lici Fciritatäbc in uci üben dargelegten Weise kann die Permeabilität des Materials verändert werden. Mit anderen Worten, die Permeabilität des Materials kann mit Hilfe einer Vormagnetisierung verändert werden, indem diese so hoch gewählt wird, daß ein geeigneter Betriebspunkt auf der Magnetisierungskurve erhalten wird. Es ist daher möglich, durch den äußeren Einfluß gleichstromgespeister Elektromagnete die magnetische Flußdiehte in den eingesetzten rerritkörpern 15 derart zu ändern, daß die Induktivität geändert wird. Auf diese Weise wird ermöglicht, den Induktivitätswert des Resonators in jedem Einzelfall in solcher Weise abzustimmen, daß die Resonanzfrequenz des Resonators mit der Frequenz des Speisegenerators übereinstimmt, selbst wenn andere äußere Einflüsse, beispielsweise das am offenen Teil des Resonators befindliche zu versiegelnde Laminat, die Resonanzfrequenz des Resonators beeinflussen und verändern.
Fig.4 bis 9 zeigen nun drei praktisch brauchbare Ausführungsformen eines abstimmbaren Resonators gemäß der Erfindung.
Der in Fig.4 veranschaulichte Resonator ist mit eingesetzten stabförmigen ferromagnetischen Körpern 15 aus Ferritrnaterial in den inneren Teilen des Resonators ausgerüstet, in denen die magnetische Feldstärke ihr Maximum hat. An beiden Seiten des
"- Resonators sind in der in Fig.4 veranschaulichten Weise hufeisenförmige Elektromagnete 17 angeordnet, die mit Magnetisierungswicklungen bzw. elektrischen Spulen 18 versehen sind.
Fig.5 ist ein Schnitt entlang A-A in Fig.4 und
ίο veranschaulicht die Anordnung der Magnete entlang der Seiten des Resonators. Die Magnetisierungsspulen 18 können entweder hintereinander- oder nebeneinandergeschaltet sein, sind aber in beiden Fällen mit einer Gleichstromquelle verbunden, die über einen die Resonanzfrequenz beeinflussenden Regler die Induktivität des Resonators derart abzustimmen vermag, daß die Resonanzfrequenz des Resonators jederzeit mit der Frequenz des Speisegenerators übereinstimmt.
Gemäß F i g. 6. die einen Schnitt entlang B-B in F i g. 7 zeigt, haben die eingesetzten Ferritkörper 15 einen Kreisquerschnitt und ist der Elektromagnet zentral auf der Abschlußwand 5 des Resonators angeordnet. Hierzu ist eine Anzahl von Stutzen bzw. Schenkeln 21 aus magnetischem Material auf der Abschlußwand 5, insbesondere durch Einsetzen in Bohrungen, befestigt. Diese Schenkel 21 sind mit einem gemeinsamen Joch als ferromagnetischem Kern 19 versehen, der eine Anzahl von ^oulen 20 trägt, die über einen Regler mit einer Gleichstromquelle verbindbar sind.
Die in F i g. 8 dargestellte Ausführungsform wird am besten als U- oder hufeisenförmiger Magnetkörper beschrieben, der so lang ist. daß er mit seinen Schenkeln 22 den Resonator 1 entlang derjenigen Teile umgreift, an denen der Resonator 1 mit den eingesetzten stabförmigen Ferritkörpern 15 versehen ist. Der Stegteil bzw. ferromagnetische Kern 23 des Elektromagneten trägt eine Anzahl von Spulen 24, die wie im vorigen Beispiel hintereinander- oder parallelgeschaltet sein können. In beiden Fällen sind sie jedoch mit einem Regler verbunden, mit dessen Hilfe der Strom durch die Spulen 24 derart regelbar ist, daß die in den Resonator eingesetzten Ferritkörper 15 zum Regeln der Induktivität des rcesonaiurs uiiu suiiiit z.ui r-u^aSaünig äCiücr Resonanzfrequenz an die Frequenz des Speisegenerators vormagnetisierbar sind.
Es hat sich bei praktischen Versuchen gezeigt, daß die Anordnung gemäß der Erfindung befriedigend arbeitet. Es ist möglich, die Frequenz eines Resonators mit hoher Genauigkeit in solcher Weise abzustimmen, daß die maximale Energienutzung oder -Wirksamkeit und somit eine befriedigende Schweiß- oder Versiegel'ingswirkung erzielt wird.
Der Erfindungsgedanke ist auch bei anderen Typen von Resonatoren, beispielsweise Hohlraumresonatoren, anwendbar, da der Ort der Ferritelemente als ferromagnetischer Körper 15 den physikalischen Eigenschaften des Resonators angepaßt und in diejenigen Teile des Resonators verlegt werden kann, in denen die magnetische Feldstärke und somit die Induktivität ein Maximum haben. Auch die Anwendung der Erfindung bei Resonatoren ist denkbar, die zu anderen Zwecken als zum Versiegeln von Verpackungsmaterial oder zur Erzeugung von Wärme in dünnen Laminatschichten verwendet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. HF-Resonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz zum Versiegeln bzw. Verschweißen dünner, flächiger, insbesondere thermoplastischer Materialien, wie Verpackungsfolien, bei dem sich im Resonatorhohlraum ein die Resonanzfrequenz mitbestimmender ferromagnetischer Körper befindet, dessen magnetische Permeabilität durch das Magnetfeld einer außerhalb des Resonators angeordneten elektrischen Spule änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonatorquerschnitt durch einen Mittelsteg (3) in zwei Hohlräume (2) aufgeteilt ist, in deren hinteren, der Abschlußwand (5) des Resonators (1) zugewandten Bereiche (11) jeweils ein ferromagnetischer Körper (15) eingesetzt ist, und daß sich eine Reihe von mehreren elektrischen Spulen (18; 20; 24) über die Gesamtlänge des Resonators (1) erstreckt.
2. HF-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennze^hnet, daß die äußeren elektrischen Spulen (iS; 20; 24) der Reihe an Gleichspannung mit einstellbarer Stromstärke bzw. Spannung gelegt sind.
3. H F-Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung die äußeren elektrischen Spulen (18; 20; 24) der betreffenden Reihe jeweils so mit Spannung bzw. mit Strom versorgt, daß sich der Resonator (1) im Betrieb jederzeit in Resonanz befindet
4. HF-Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Sputen (18; 20; 24) mit einem ferromagnetischen Kern (17; 19; 23) zu E .-ktromagneten ergänzt sind, von deren Schenkel (21; 22) das Magnetfeld vor allem auf die in den hinteren ' Johlraumbereich (11) angeordneten ferromagnetischen Körper (15) konzentrieren.
5. H F-Resonator nach Anspruch 4. dadurch gekennze chnet, daß an beiden Längsseiten des Resonators (l)Elektromagnete angeordnet sind.
6. HF-Resonator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Kern (23) mit seinen Schenkeln (22) die Stirnwände oes Resonators (1) teilweise übergreift.
7. HF-Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorwände (4, 5) aus unmagnetisierbarem Material, wie Aluminium. Messing oder dergleichen, bestehen.
8. HF-Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Seiten der Hohlräume (2) mit einem Material niedrigen dielektrischen Verlustfaktors verschlossen und die Hohlräume (2) mit öl gefüllt sind.
9. HF-Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Körper (15) aus Ferrit bestehen.
10. HF-Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Körper (15) mittels Klebstoff in den Resonator (1) eingeklebt sind.
DE2811319A 1977-03-21 1978-03-16 HF-Resonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz zum Versiegeln bzw. Verschweißen dünner, flächiger, insbesondere thermoplastischer Materialien, wie Verpackungsfolien Expired DE2811319C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7703172A SE403414B (sv) 1977-03-21 1977-03-21 Resonator forsedd med anordning for avstemning av resonansfrekvensen samt don for alstrande av dielektriskt verme i tunna folier

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2811319A1 DE2811319A1 (de) 1978-10-12
DE2811319B2 DE2811319B2 (de) 1980-04-30
DE2811319C3 true DE2811319C3 (de) 1980-12-18

Family

ID=20330779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2811319A Expired DE2811319C3 (de) 1977-03-21 1978-03-16 HF-Resonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz zum Versiegeln bzw. Verschweißen dünner, flächiger, insbesondere thermoplastischer Materialien, wie Verpackungsfolien

Country Status (16)

Country Link
JP (1) JPS53116758A (de)
AT (1) AT378448B (de)
AU (1) AU515562B2 (de)
BE (1) BE865157A (de)
BR (1) BR7801708A (de)
CH (1) CH625086A5 (de)
DE (1) DE2811319C3 (de)
DK (1) DK149245C (de)
ES (2) ES468059A1 (de)
FI (1) FI780865A (de)
FR (1) FR2385231A1 (de)
GB (1) GB1597873A (de)
IT (1) IT1093368B (de)
NL (1) NL7802774A (de)
NO (1) NO148578C (de)
SE (1) SE403414B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105247780A (zh) * 2013-05-24 2016-01-13 凯孚尔有限公司 高频振荡器、高频焊接设备和利用该高频振荡器来调节频率的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2934673A1 (de) * 1979-08-28 1981-03-12 Brdr. Schur International A/S, Horsens Beutelpackung fuer aromatisierte fuellgueter und verfahren zur herstellung der packung.
DE3834984A1 (de) * 1988-10-14 1990-04-19 Leybold Ag Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH489145A (de) * 1968-03-25 1970-04-15 Siemens Ag Elektrische Schaltungsanordnung mit regelbaren Bauelementen
US3653054A (en) * 1970-10-28 1972-03-28 Rca Corp Symmetrical trough waveguide antenna array
US3646486A (en) * 1970-10-28 1972-02-29 Rca Corp Gyromagnetic isolator wherein even mode components are converted to odd mode components by biased ferrite

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105247780A (zh) * 2013-05-24 2016-01-13 凯孚尔有限公司 高频振荡器、高频焊接设备和利用该高频振荡器来调节频率的方法
CN105247780B (zh) * 2013-05-24 2020-08-28 凯孚尔有限公司 高频振荡器、高频焊接设备和利用该高频振荡器来调节频率的方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR7801708A (pt) 1979-01-02
DE2811319B2 (de) 1980-04-30
NO781000L (no) 1978-09-22
FI780865A (fi) 1978-09-22
AU3425178A (en) 1979-09-20
ES468059A1 (es) 1978-12-01
FR2385231B1 (de) 1983-06-10
DK149245C (da) 1986-11-03
ES469981A1 (es) 1979-04-01
JPS53116758A (en) 1978-10-12
CH625086A5 (en) 1981-08-31
IT1093368B (it) 1985-07-19
GB1597873A (en) 1981-09-16
DK123978A (da) 1978-09-22
FR2385231A1 (fr) 1978-10-20
SE403414B (sv) 1978-08-14
IT7821290A0 (it) 1978-03-16
NO148578B (no) 1983-07-25
ATA186878A (de) 1984-12-15
JPS6131599B2 (de) 1986-07-21
DE2811319A1 (de) 1978-10-12
DK149245B (da) 1986-04-01
BE865157A (fr) 1978-07-17
AU515562B2 (en) 1981-04-09
NO148578C (no) 1983-11-02
AT378448B (de) 1985-08-12
NL7802774A (nl) 1978-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2424131C3 (de) Drossel
DE69616781T2 (de) Mittels solenoid erregter magnetischer kreis mit luftspalt sowie deren verwendung
DE69723435T2 (de) Steuerbarer induktor
DE10260246B4 (de) Spulenanordnung mit veränderbarer Induktivität
DE2650069A1 (de) Inverter-transformator
DE102013219540A1 (de) Ladeanordnung zur induktiven drahtlosen Abgabe von Energie
DE2728296A1 (de) Induktionsheizeinrichtung
DE102004025076B4 (de) Spulenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010053284A1 (de) Verfahren und Induktionsheizer zum Erwärmen eines Billets
DE3931628C2 (de) Elektromagnet mit einstellbarem Luftspalt
DE2811319C3 (de) HF-Resonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz zum Versiegeln bzw. Verschweißen dünner, flächiger, insbesondere thermoplastischer Materialien, wie Verpackungsfolien
EP2561520B1 (de) Induktives bauelement mit variablen kerneigenschaften und verfahren zu deren einstellung
EP1301931A1 (de) I-induktor als hochfrequenz-mikroinduktor
DE3719306C2 (de)
EP2867906B1 (de) Induktives bauteil
DE1268701B (de) Nichtreziproke Leitungsschaltung
DE3044774A1 (de) Ferrit-differentialphasenschieber
EP3161836B1 (de) Stapeleinheit für die aufnahme von kernplatten für ein induktives bauelement
DE361873C (de) Eisenkern fuer Induktionsspulen
DE1541681C3 (de) Reziproker, schrittweise steuerbarer Ferrit-Phasenschieber in Hohlleiterausführung
DE2005019C3 (de) Isolator für elektromagnetische Wellen
DE10104648A1 (de) I-Induktor als Hochfrequenz-Mikroinduktor
DE2462520A1 (de) Drossel und verfahren zur herstellung derselben
DE3546410C2 (de)
DE1438461A1 (de) Elektromagnetische Spule

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: MUELLER, H., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee