DE3106304A1

DE3106304A1 - Plastifying and drying of wood and wood materials for the production of bent parts

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Publication number: DE3106304A1
Application number: DE19813106304
Authority: DE
Inventors: Günter Prof. Dr. 5020 Frechen-Königsdorf Nimtz; Reinhard Ing.(grad.) 8643 Küps Tröbs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1982-02-18

Abstract

Microwave plastifying and drying of wood and wood materials for the production of bent parts, in particular for the requirements of the furniture industry. The object of the invention is to utilise the orientation polarisation for heating the wood material to plastify it. The object is achieved with an efficiency at least 40 times greater in comparison with the conventional dampening method and less than a tenth of the time requirement for plastifying by irradiation with a microwave radiation field emitted from an aerial. The most advantageous frequencies lie between 1 and 4 GHz (wavelength between 30 and 7.5 cm). In the case of an aerial power of between 0.5 and 5 kW of the plate-shaped aerials having linear dimensions of between 10 and 50 cm, the wood material in the open or closed microwave chamber is plastified in a matter of minutes at possible temperatures of up to 400 DEG C. The plastified wood material is forced into the desired shape and is dried in the microwave radiation field. The microwave chamber, essentially a metal housing with a dielectric grating and microwave aerial(s) arranged above it, can be provided as a moisture chamber, which can be filled with and emptied of water, for moistening the wood material throughout before plastifying, or as a tunnel chamber for a plastifying and drying operation of the assembly line type.

Description

PlastifizipT-ung und Trocknung von Holz und Ho 1 ζwerkstoffen für dip Horstellung gebogene^ TeilePlasticization and drying of wood and wood materials for dip horizons bent ^ parts

Die Erfindung "betrifft r-in "/erfahren und eine Vorrichtung zur Plafitifizierung (Erweichung) von Holz und Holzwerkstoffen für die Herstellung gebogener Eassivholz- oder Holzwerkstoffteile, insbesondere solcher für die Möbelherstellung. Als Holzwerkstoffe sind hie-r* Sperr- und Schichthölzer sowie Holzspan- und Holzfaserplatten im wesentlichen angesprochen.The invention "relates to r-in" / experienced and a device for Plafitification (softening) of wood and wood-based materials for the Manufacture of bent solid wood or wood-based material parts, in particular such for furniture production. The wood-based materials here are plywood and laminated wood as well as chipboard and wood fiber boards essentially addressed.

Damit Holz bruch- und rißfrei gebogen v/erden kann, muß es vor dem Biegen zunächst erweicht (plastifiziert) werden. Die Plastifizierung wird durch Erhitzen bewirkt. Von der ältesten Methode des Holzbiegens am offenen Ji'euer abgesehen, erfolgt nach dem Nassen · des Holzes mit Wasser die Plastifizierung landläufig durch Dämpfen mit Wasserdampf, vorzugsweise mit Sattdampf von 1,2 bis 1,3 bar. Nach der Plastifizierung wird das zu biegende Teil dann in die vorgesehene gebogene Form gezwungen und getrocknet, wonach es die neue iOrrn auch ohne äußeren Zwang beibehält. Die übliche Art der Trocknung in der Spannvorrichtung ist die Lufttrocknung in der normalen Umgebungsluft oder mit Heißluft.So that wood can be bent without breaking or cracks, it must be before the Bending must first be softened (plasticized). The plasticization is brought about by heating. From the oldest method of the Apart from bending the wood on the open Ji'euer, it takes place after the wet The plasticization of wood with water is usually done by steaming with steam, preferably with saturated steam of 1.2 to 1.3 bar. After plasticization, the part to be bent is then forced into the intended curved shape and dried, after which it is maintains the new iOrrn even without external coercion. The usual way drying in the jig is air drying in normal ambient air or with hot air.

Das Verfahren der Plastifizierung nach dem Stand der Praxis besitzt Nachteile. So benötigt die mittelbare Erhitzung des Holzmaterials verhältnismäßig lange Zeit, um das Material gleichmäßig durchzuwärmen. Bei der Anwendung von Sattdampf ist immerhin von einer Dämpfzeit von einer Minute, zumeist jedoch mehr, je mm Holzdicke auszugehen, wobei eine inhomogene Temperaturverteilung (Temperaturprofil·) in dem Fiolzteil anzunehmen ist; beispielsweise ist für Hölzer einer Stärke von 4- cm eine praktische Dämpfzeit von etwa einer Stunde typisch. Mit der mittelbaren Erhitzung ist auch ein unverhältnismäßig hoher Energiebedarf verknüpft, denn außer dem zu plastifisierenden Material ist unter anderem der gesamte Dämpfer zunächst auf Cn Dämpf temperatur, die bis zu 200 ⁰C liegt, anzufahren und dann br^i dieser Temperatur zu halten; dies auch Z'i Betriebszeiten, in denen der Dämpfer nicht mit Holz beschickt ist. Ferner muß das wärmeübertragende Medium Wasserdampf bzw. Sattdampf energie auf wendig erzeugt werden. Bei üeberdruckdäTupfern raus-The prior art plasticization process has drawbacks. The indirect heating of the wood material takes a relatively long time to warm the material through evenly. If saturated steam is used, a steaming time of one minute, but mostly more, per mm of wood thickness can be assumed, with an inhomogeneous temperature distribution (temperature profile) in the foam part; for example, a practical steaming time of about one hour is typical for wood with a thickness of 4 cm. With the indirect heating a disproportionately high energy requirement is linked, because apart from the to plastifisierenden material including the entire damper is initially to Cn damping temperature that is up to 200 ⁰ C to approach and then i keep br ^ this temperature; This also applies to operating times when the steamer is not loaded with wood. Furthermore, the heat transfer medium water vapor or saturated steam energy must be generated on agile. Remove swabs from overpressure

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sen die Jlolzteile überdies allseitig von strömendem Dampf umspült werden, was nur dadurch zu erreichen ist, daß immer etwas Dampf aus dem Dämpfer ausströmt. Vom in.sgesar.it aufzuwendenden Energiebedarf entfällt letztlich nur ein äußerst geringer Anteil auf den eigentlichen Energieverbrauch für die Plastifizierung selbst. Ferner'sind Normaldruck- wie Ueberdruckdämpfer hinsichtlich ihrer Bauausführung und der zu verwendenden Materialien aufwendig.The wooden parts are also washed around on all sides by flowing steam which can only be achieved by always allowing some steam to flow out of the damper. The energy requirement to be used in in.sgesar.it Ultimately, only an extremely small proportion is accounted for by the actual energy consumption for the plasticization itself. Furthermore, normal pressure as well as overpressure dampers are with regard to their Construction work and the materials to be used expensive.

Nun ist nach dem Stand der Technik, wie er sich zusammengefaßt aus Holz-Zentralblatt 1956, Nr. 50 (Messeheft), Seiten 61-63, ergibt, ein Plastifi:iierungsverfahren grundsätzlich bekannt, bei dem die oben beschriebenen Nachteile der mittelbaren Erhitzung des Holzmaterials nicht auftreten. Es ist dies die Hochfrequenz-Plastifizierung durch Erwärmen des Holzes in einem hochfrequenten elektrischen Kondensatorfeld. Eine Erhitzung im Hochfrequenzkondensatorfeld kann einen Teil der Wachtel Ie der Dämpfmethode beseitigen, und zwar dadurch, daß die Erhitzung direkt, d.h. ohne Vermittlung eines wärmeübertragenden Mediums, rascher und homogener zustandekommt. Andererseits treten aber neue gravierende Probleme auf. Das Verfahren setzt zwei Elektroden oder Kondensatorplatten voraus, zx«.sehen denen das zu erhitzende Material aufgebaut wird. In Anbetracht der notwendigerweise großen Fläche der Platten und vor allem deren Abstand im Dezimeterbereich voneinander ist die Erzeugung von hochgespannten hochfrequenten Kondensatorfeldern einer Leistung in der Größenordnung 1 kW, wie es zur Holzerhitzung zum Zwecke der Biegung erforderlich ist, technisch sehr aufwendig und kostspielig; so stehen befähigte Anlagen auch gar nicht zur Verfugung. Daneben stellt die Abschirmung der Umgebung von kondensatorerzeugtpn Hochfrequenzfeldern dieser Leistung ein sehr schwieriges Problem dar. Diese beiden Umstände - die Schwierigkeit bz"w. Aufwendigkeit, ausreichend energiereiche Hochfrequenzkondensatorfelder zu erzeugen und deren Abschirmung sind die mutmaßliche Ursache, daß die Hoohfrequenz-Plastifizierung von Holz im Kondensatorfeld bis heute keinen praktischen Eingang in die Holzbiegetechnik gefunden hat; es dairf vermutet werden, daß die Hochfrequenz-Plastifiziepung nach dem Stand der Technik überhaupt nicht zur praktischen Anwendung kommt.Now, according to the prior art, how it is summarized from Holz-Zentralblatt 1956, No. 50 (trade fair booklet), pages 61-63, results, a plasticization process known in principle at the disadvantages of indirect heating described above of the wood material do not occur. It is the high frequency plasticization by heating the wood in a high frequency electric capacitor field. A heating in the high frequency capacitor field can eliminate part of quail Ie of steaming method, namely, that the heating is done directly, i.e. without the mediation of a heat-transferring medium, more quickly and more homogeneously comes about. On the other hand, serious new problems arise. The process presupposes two electrodes or capacitor plates, on which the material to be heated is built up will. In view of the necessarily large area of the plates and, above all, their distance in the decimeter range from each other is the generation of high-voltage, high-frequency capacitor fields with a power in the order of 1 kW, as is the case for Wood heating for the purpose of bending is required, technically very complex and expensive; that is how enabled systems are not available at all. In addition, the shielding of the environment of capacitor-generated high-frequency fields of this power pose a very difficult problem. These two circumstances - the Difficulty or complexity, sufficiently high-energy high-frequency capacitor fields to produce and their shielding are the presumed cause that the high frequency plasticization of wood in the capacitor field has not found practical entry into wood bending technology to this day; it is supposed to be that the high-frequency plasticizing according to the prior art is not used in practice at all.

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ί)<=τ· jvpfindunp; liegt die Aufgab ρ- zugrunde, die an und für sich pph-p gppi^tiptp Methode der Orientierungspolarisation (insbesondere der 1/asseririoleküle der Iiolsf euchtigkeit) für die Erhitzung von Holz bzw. Holzwerkstoffen im elektromagnetischen Wechselfeld für die Pi-axis nutzbar zu machen. Die Aufgabe v/ird gelöst durch Einstrahlung von Mikrowellen in das Holz, die von e.iner Antenne abgestrahlt werden.ί) <= τ · jvpfindunp; is based on the task ρ- which in and of itself pph-p gppi ^ tiptp method of orientation polarization (in particular the 1 / water molecules of the iol moisture) for the heating of Wood or wood-based materials in an alternating electromagnetic field for to make the pi-axis usable. The problem is solved by irradiation of microwaves into the wood, which are emitted by an antenna.

Unter Kochfrequenz wird das Frequenzgebiet zwischen einigen kHz und einigen MHz verstanden, entsprechend Wellenlängen zwischen etwa 100 km und etwa 100 ra. Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich zwischen einigen 100 KHz und einigen 100 GHz, entsprechend Wellenlängen zwischen etwa 1 m und etwa 1 mm.Cooking frequency is the frequency range between a few kHz and a few MHz, corresponding to wavelengths between about 100 km and about 100 ra. Microwaves are electromagnetic Waves in the frequency range between a few 100 KHz and a few 100 GHz, corresponding to wavelengths between about 1 m and about 1 mm.

Da die Energieaufnahme bei der O-ri^ntierungrspola^isation je Zeiteinheit von der Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes abhängt, indem höhe-re Frequenzen allgemein zu einer schnelleren Energieaufnahme durch das zu erhitzende Material, z.B. genäßtes Holz, führen, liegt die Zweckmäßigkeit der Anwendung von Frequenzen des Mikrowellenbpreiches gegenüber solchen des Hochfrequenzbereiches eigentlich auf der Hand. Daß es in Weiterbildung des Standes der Technik auf dem Gebiet der Holzpiastifizierung allerdings nicht zum Einsatz dem Likrowellenbereich entsprechend hoch frequenter Kondensatorfelder gekommen ist, erklärt sich durch die physikalisch praktische Unmöglichkeit, derartige Eondensatorfeider zu erzeugen. Gemäß der Erfindung lassen sich Schwierigkeiten dieser Art vermeiden, indem die von dem zu erhitzenden Holz zu absorbierende Energie von einer Antenne abgestrahlt wird.Since the energy consumption in the ori ^ ntierungrspola ^ isation per unit of time on the frequency of the electromagnetic alternating field depends on moving higher frequencies generally to faster ones Energy absorption through the material to be heated, e.g. moistened wood, is the usefulness of using frequencies of the microwave range compared to those of the high frequency range actually obvious. That it is in further development of the state of the art in the field of wood plasticization, however High frequency capacitor fields corresponding to the liquor wave range have not been used, is explained by the physically practical impossibility of such capacitor fields to create. According to the invention, difficulties of this Avoid type by radiating the energy to be absorbed by the wood to be heated by an antenna.

Das Verfahren der Kikrowellen-Plastifizierung des Holzes gemäß der Erfindung unterscheidet sich physikalisch-technisch grundsätzlich von dem nach dem Stand der Technik auf diesem Gebiet " alleine bekannten ^erfal^en tier Hochfreq'ienz-Piastifizierung. Letzteres wird in einem hochfrequenten Kondensatorfeld erzeugt und ist zwischen zwei gegensinnig - positiv und negativ - aufgeladenen Eondensatorplatten oder Elektroden ausgebildet, die paarweise synchron hochfrequent umgepolt iirer'len. Die Eondensatorplatt^n müssen einen Ab.stanr voneinander aufweisen, der die AufnahmeThe process of microwave plasticizing of wood according to the invention differs physically and technically fundamentally from that according to the state of the art in this field " only known high-frequency plastification. The latter is generated in a high-frequency capacitor field and is formed between two oppositely charged Eondensatorplatten or electrodes, which are charged in opposite directions - positively and negatively polarity reversed synchronously at high frequencies. The capacitor plate must have a distance from each other that the recording

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c.^r- ζι· tu ar.vi fixierenden l\ a tor·] air, gestattet. Hin hondeneaio^i'e" Ö für rikrowellen ist bei dem anstehenden Probing von Plattenabständen in de^ G ro ße no το niinf·; von Dezimetern und '..ellenlangen dp:*- Größenordnung von Zentimetern physikalisch höchst schwierig Un-.": technisch bzw. apparativ nicht sinnvoll zu bewerkstelligen. Technisch unkompliziert, energetisch außerordentlich günstig, elektrod7/namisch einfacher und hinsichtlich der Abscl-irßuru* "pr Umgebung von Störfeldern wesentlich leichter zu beherrschen ist hingegen das Abstrahlen der elektromagnetischen Energie bei Kikriwellenfrequenzen von einer Antenne in das für die rlastifizierung zu erhitzende fraterial. c. ^ r- ζι · tu ar.vi fixing l \ a tor ·] air, permitted. Hin hondeneaio ^ i'e "Ö for microwaves is physically extremely difficult in the upcoming probing of plate distances in de ^ G ro ße no το niinf ·; of decimeters and '..mile lengths dp: * - order of magnitude of centimeters.": technically or in terms of equipment not sensible to accomplish. Technically uncomplicated, energetically extraordinarily cheap, electrod7 / namically simpler and with regard to the environment of interference fields much easier to control, on the other hand, the radiation of electromagnetic energy at Kikriwellefrequenzen from an antenna into the material to be heated for plasticization is.

Für die Kikrowellen-PlaEtifizierrmg von HoIs oder Eolzv.'e^kstofi'en ribt es aus dem F-requenzspektrum, dessen für noIs anwendbare Gbergrenze bei etwa 20 GlIz liegt, bis zu welcher Frequenz sich i/asser(dipol)rriolelfüle noch orientierungspolarisier-en lassen^ einen optimalen Frequenzausschnitt mit den Grenzen bei etwa Λ und etwa 4 GHz, entsprechend Wellenlänpjen von 30 "bis 7i^r> cir.. Einerseits ist die Eindrinpj'tiefe (in das feuchte Holzraaterial) proportional der Wurzel aus der Wellenlänge, andererseits tritt eine Kit fortschreitender Eindrin.'^tiefe der Strahlun.fr exponentiell abfallende Energieaufnahme auf, die allerdings mit abnehmender Frequenz der Strahlung gleichmäßiger, d»h. homogener, wird. Bei Frequenzen zwischen 1 und 4 GHz wird jedenfalls eine homogene Erhitzung erzielt, wobei die Eindringtiefe in Holz bei Λ GHz etwa 10 cn, und bei 4- OHz etwa 5.^CC1 beträgt. Bei gegebener Frequenz und Antennenleistung treten für die Eindringtiefe Abweichungen auf, ^e nachdem, ob ein fein- oder grobporiges Holzraaterial bestrahlt wird. Für die Kjkrowellen-Plastifizierung von Holz kommen Antpnnenleistungen zwischen 0,3 bis 5 kW im wesentlichen in Frage, wobei HolzteipperatUT-en bis 400 ⁰C bei homogenrr Durchhitcung; in Einutenschnelle r.u erreichen sind. Beispielsweise war für ein Holzstück von 4 CiD Stärke bei einer Frequenz von 2,4GHz, einer Antennenleistung von 0,6 k'«/, einem Abstand der Antenne ?λχό. Katerial von 15 CK im geschlossenen System die Plastifizierung nach 0,5 i-inaten beendet. ·For the microwave positioning of HoIs or Eolzv.'e ^ kstofi'en it rubs from the F-frequency spectrum, the applicable upper limit for noIs is about 20 glIz, up to which frequency the (dipole) rriole abundance still orientationally polarized. en let ^ an optimal frequency segment with the limits at around Λ and around 4 GHz, corresponding to wavelengths from 30 "to 7i ^r> cir .. On the one hand, the penetration depth (into the moist wood material) is proportional to the root of the wavelength, on the other hand occurs a kit of progressive penetration. The depth of the radiation for exponentially decreasing energy absorption, which, however, becomes more uniform, i.e. more homogeneous, with decreasing frequency of the radiation. At frequencies between 1 and 4 GHz, homogeneous heating is achieved, with the Penetration depth in wood at Λ GHz is about 10 cn, and at 4 OHz is about 5. ^CC1 At a given frequency and antenna power, deviations occur for the penetration depth, ^ e depending on whether a f single- or coarse-pored wood material is irradiated. Kjkrowellen for plasticizing wood Antpnnenleistungen come between 0.3 to 5 kW substantially in question, wherein HolzteipperatUT-en to 400 ⁰ C at homogenrr Durchhitcung; can be reached in a matter of minutes. For example, for a piece of wood with a thickness of 4 CiD at a frequency of 2.4 GHz, an antenna power of 0.6 k '«/, a distance from the antenna ? Λχό. Material of 15 CK in the closed system ends the plasticization after 0.5 i-inates. ·

Der anzuwendende Frequenzbereich hat seine K-ons^quenz für die Antennenausmaße. Für dar· Verfahren gemäß der Erfindung geeignetThe frequency range to be used has its K-ons ^ sequence for the Antenna dimensions. Suitable for the method according to the invention

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"*n ORIGINAL·"* n ORIGINAL ·

sind platten- oder radförmige Antennen von im Grunde ,jedoch, beliebigpr Flächengeomptrie aus Metall, die auch z.H. in Keramik eingegossen sein können, und deren Abmessungen in der Größenordnung der Wellenlänge der abzustrahlenden Mikrowellen liegen. Für Wellenlängen zwischen etwa 10 und 50 cm kommt man so z;i technisch einfach und billig hprsur·tollenden Antennen.are plate or wheel-shaped antennas of basically, however, any surface geometry made of metal, some of which can also be cast in ceramic, and whose dimensions are in the order of magnitude of the wavelength of the microwaves to be emitted. For wavelengths between about 10 and 50 cm one gets so technically simple and cheap high-quality antennas.

Die Mikrowpllen-Plastifiziprung kann grundsätzlich offen ausgeführt werden. Aus Gründen der Hinderung bzw. Vermeidung von 7erlusten der Mkrowellenst-rahlung, der Störfelder ab schirmung und der Feuchthaltung des Holsmaterials wird dessen Erhitzung jedoch in ein^r geschlossenen Einrichtung aus bevorzugt metallischem Katerial durchzuführen sein, dip; im einfachsten Falle aus einer Kammer mit dielektrischem Rost für das Holzmaterial und in der Kammer parallpl zum Rost angeordneter Antenne, dip übev Zuleitungen von einem außerhalb gelegenen Mikrowpllengenerator gespeist wird, besteht. Für die Aufheizung sehr langer Teile aus Holz oder Holzwerkstoff können zylindrische oder länglich quaderförmige Mikrowellenofpnkammern mit mehrerpn in Rpihe angeordneter Antennen vorgesehen sein. Für die Energieübertragung von der Antennp auf das zu erhitzende Holr.material sind möglichst geringe Abstände zwischen Antenne und Katerial fördprlich, nicht jedoch notwendig. The microwell plasticization can in principle be carried out in an open manner. For reasons of preventing or avoiding loss of microwave radiation, shielding from interference fields and keeping the haul-off material moist, however, it will have to be heated in a closed device made of preferably metallic material, dip; In the simplest case, there is a chamber with a dielectric grate for the wood material and an antenna arranged parallel to the grate in the chamber, which is fed via feed lines from an outside microwave generator. For the heating of very long parts made of wood or wood material, cylindrical or elongated cuboid microwave oven chambers with several antennas arranged in rows can be provided. For the energy transfer from the antenna to the tube material to be heated, the smallest possible distances between antenna and material are beneficial, but not necessary.

Gemäß der Erfindung bietet die Mikrowel]en-Plastifizierung eine '/ielfalt an Verfahrensvarianten im Rahmen des Gesamtherstellungsprozesses von gebogenen Hölzern oder Ho]zwerkstoffen. So kann das Erhitzen des angefeuchteten Holzmaterials in der Mikrowellenkammer je nach deren Ausführung in feuchtigkeitsungesättigter, feuchtigkeitsgesättigter oder DampfÜberdruckatmosphäre ausgeführt werden. Wegen der wärmeleitungsfreipn Erhitzung, d.h. Ivr-nitzung ohne Vermittlung eines wärmeübertragenden Mediums, und der damit möglichen Arbeitsweise im nicht geschlossenen System ist der Gesamtprozpß des Biegens vorzüglich für eiüen fließbandartigen Betrieb geeignet, indpm z.n. das au plastiTizierendp Material zunächst genäßt wird, ansc^lipßend pine MiIrr-owellenkammer in tunnelofenartiger Ausfüh-nung durchläuft, dann in die Biege- bzw. Spannfortn eingespannt und darin getrocknet wird, was in einem Mikro-According to the invention, microwave plasticization offers one '/ Diversity of process variants within the overall manufacturing process of bent woods or wood materials. So can it Heating the moistened wood material in the microwave chamber depending on their design in moisture-unsaturated, Moisture-saturated or high-pressure steam atmosphere will. Because of the heat conduction-free heating, i.e. Ivr heating Without the mediation of a heat-transferring medium, and the possible way of working in a non-closed system, is the overall process bending excellent for an assembly line-like operation suitable, indpm z.n. the plasticizing material first it is wetted, afterwards, pine microwave-wave chamber in a tunnel-oven-like Execution runs through, then into the bending or clamping continuation clamped and dried in it, which in a micro-

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wellenofen, gegebenenfalls r.ogar in der zuvor benutzten Mikrowellenkammer schnell und wirksam geschehen kann.wave oven, possibly even in the previously used microwave chamber can be done quickly and effectively.

Im Vergleich zu dem bislang ausschließlich praktizierten Dämpfverfahren haben eigene Untersuchungen an vergleichbaren Holzteilen gezeigt, daß sich bei Anwendung der Mikrowellen-Plastifizierung gemäß der Erfindung der Zeitaufwand für den Plastifizierungsvorgang auf deutlich weniger als ein Zehntel und der Energieaufwand auf mindestens ein Vierzigstel reduzieren lassen.Compared to the steaming process that has so far only been practiced our own investigations on comparable wooden parts have shown that when using microwave plasticizing According to the invention, the time required for the plasticizing process to significantly less than a tenth and the energy consumption Reduce to at least one fortieth.

Abschließend wird eine mögliche Ausführung für eine Mikrowellenkammer zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung anhand einer Prinzipdarstellung beschrieben, wobei zugleich ein möglicher Yerfahrensablauf des Biegeprozesses aufgezeigt wird. Die Figur zeigt eine Mikrowellenkammer in perspektivischer Darstellung. Das zu verformende Holzmaterial, Massivholz oder Holzwerkstoff, wird durch die wasserdicht abschließende Klappe 1 in das Kammergehäuse 2 auf einen oder mehrere dielektrische Eoste 3 verbracht und gegebenenfalls dort fixiert. Das Material für das Kammergehäuse sollte für Mikrowellen nicht absorbierend sondern reflektierend sein, um sich nicht zu erhitzen und um Mikrowellen zugleich auf das Holzmaterial zu reflektieren. Hierzu sind gut leitende Metalle zu verwenden, die wegen der Feuchtigkeitsatmosphäre oxidationsinert oder gegen Oxidation geschützt sein sollten. Als besonders geeignete Materialien für Mikrowellenkamnern zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind Edelstahl, z.B. mit einem Lack beschichtetes Kupferblech oder eloxiertes Aluminium. Zur Benässung des Holzmaterials vor der Plastifizierung wird durch den Anschlußstutzen 4 die Kammer mit Wasser gefüllt, bis alles Holzmaterial erreicht ist. Fach ausreichender Durchfeuchtung des Holzmaterials wird das Wasser durch den Stutzen 4 wieder ausgelassen, wobei eine Restmenge zur Feuchthaltung des Holzmaterials während der Plastifizierung zurückbehalten werden kann. Dann wird das Holzmaterial im Mikrowellenfeld aufgeheizt. Die Mikrowellen werden durch einen Leiter 5» der von einem Mikrowellengenerator gespeist wird, an die plattenförmige Antenne 6 geführt und von dort auf das Holzmaterial abgestrahlt. Zugleich werden werden auf die Wandung des Kammergehäuses fallende Strahlungsanteile auf dasFinally, a possible embodiment for a microwave chamber for carrying out the method according to the invention is described on the basis of a schematic diagram, with a possible method sequence of the bending process being shown at the same time. The figure shows a microwave chamber in perspective. The wood material to be deformed, solid wood or wood-based material, is brought through the watertight closing flap 1 into the chamber housing 2 on one or more dielectric grids 3 and optionally fixed there. The material for the chamber housing should not be absorbent for microwaves but reflective, so as not to heat up and at the same time to reflect microwaves onto the wood material. For this purpose, highly conductive metals should be used, which should be inert to oxidation or protected against oxidation due to the moisture atmosphere. Particularly suitable materials for microwave chambers for carrying out the method according to the invention are stainless steel, for example copper sheet coated with a lacquer or anodized aluminum. To moisten the wood material before plasticization, the chamber is filled with water through the connecting piece 4 until all the wood material is reached. If the wood material is sufficiently moistened, the water is let out again through the nozzle 4, a residual amount being able to be retained to keep the wood material moist during the plasticization. Then the wood material is heated in the microwave field. The microwaves are fed through a conductor 5 », which is fed by a microwave generator, to the plate-shaped antenna 6 and radiated from there onto the wood material. At the same time, portions of the radiation falling on the wall of the chamber housing are transmitted to the

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Kolztr.nt-p-ria-l ^pflpktiert. In der Kikrowellenkammpr soll pin r.öglichst horuogenps i/'eld vorherrschen, aus Λ pm dann da?· absorbiei-eni.atp-pial Εηρτ-ήρ aufnimmt. Während desselben Plastifizier-ungsvoTEraniTPS kann dip Anbennenleistung auf- und ab geregelt; v/erden, wobei in dem Ho Immaterial praktisch verzögerungsf^ei unterschiedliche aufpinanip-rfoli^ndn 'I'eruporatuTen pin-^estellt werden können, was dip Qualität öpf hernach f."?>bo::;en wordenen, 'i'eiles begünstigen kann. Hach erfolgter Plastifizierung, gewünschten !'alles im Dampfbad, erzielt durch un7ollständi;~;es Ablasnen des Benässungswassers, v/ird das '.olzmaterial der Fiik^ov;ellenka!a:.ⁿ.er entnon/men, verformt und du-nch pin» Spannvorrichtung in der gewünschten i-'orrr: gehalten. Anschließend kann das Rol^material in der Spann-yorrichtun^ in der I-'-ikTOwellenkammer schnell zo eineui nach Entlassen aus der Spannvorrichtung formbeständiges Biegestück getrocknet v/erden. i^lür die hikrowellen-'ürocknuni" sollte die Spannvorrichtung nicht aus mikrowellenabso-pbierendetü und damit gegebenenfalls sich stark aufheizendem Material gefertigt sein, damit die gleichförmige Trocknung des Holzmaterials nicht wesentlich behindert ist.Kolztr.nt-p-ria-l ^ planted. In the Kikrowellenkammpr pin r. Horuogenps i / 'eld should predominate, from Λ pm then da? · Absorbiei-eni.atp-pial Εηρτ-ήρ. During the same plasticizing process, dip anben power can be regulated up and down; v / ground, whereby in the Ho Immaterial practically without delay different pinanip-rfoli ^ ndn 'I'eruporatuTen pin- ^ estell what dip quality öpf after f. "?> bo ::; en been,' i ' After plasticization, desired! 'everything in the steam bath, achieved by letting off the dampening water, the' wood material of the Fiik ^ ov; ellenka! a :. ⁿ . it is removed, deformed and you pin the clamping device held in the desired i-'orrr: Then the rolling material in the clamping device in the I -'- ikTO wave chamber can be quickly dried after release from the clamping device. . earthed i ^l ÜR the hikrowellen-'ürocknuni "the clamping device should not mikrowellenabso-pbierendetü and optionally strongly aufheizendem material be made, so that the uniform drying of the wood material is not substantially impeded.

Das Verfahren der Erfindung ist statt mit Mikrowellen auch mit von eine·" Antenne abgestrahlten Hochfrequenzwellen in deren oberstem Frequenzgebiet sowie mit Frequenzen im Uebergangsbereich beider Frequensgebipte ausübbar·, dies allerdings nicht in der wie zuvor beschriebpnen Uirksamkeit.The method of the invention is also with instead of microwaves high-frequency waves radiated by an antenna in its uppermost Frequency area as well as with frequencies in the transition area Both frequencies can be exercised, but not in the effectiveness as previously described.

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Claims

PATENTANWALT DR.-INC. LOTTERHOSPATENT LAWYER DR.-INC. LOTTERHOS

«000 FRANKFURT (MAIN)I"000 FRANKFURT (MAIN) I

LICHTENSTEINSTHASSE 3 FERNSPRECHER: (0611) 555081 TELEGRAMME: LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 500071« POSTSCHECK-KONTO FFM. 1667-609LICHTENSTEINSTHATE 3 TELEPHONE: (0611) 555081 TELEGRAMS: LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 500071 « POSTSCHECK ACCOUNT FFM. 1667-609

FRANKFURT (MAIN), February 11, 1981

Engineering degree. Reinhard Tröbs
Bahnhofstrasse 4
864-3 Küps

Claims

Process for the plasticization of wood and wood-based materials (wood materials) as a result of heating by means of electromagnetic Alternating fields for the purpose of manufacturing curved solid wood or wood-based material parts, characterized by *, that the electromagnetic alternating field is radiated from an antenna onto the wood material.

2) Method according to claim 1, characterized in that

that the electromagnetic alternating field is a microwave radiation field is.

3) Method according to claim 2, characterized in that the frequency of the microwave field is preferably between 1 and 4 GHz.

4) Method according to claim 3, characterized in that

that the antenna power is between 0.5 and 5 kW, preferably is about 1 kW.

5) Method according to claim 3 or 4, characterized in that that the exposure time of the microwave radiation field to the wood material is in the range of minutes, occasionally between 0.5 and 10 minutes.

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.6) The method according to one of claims 1 to 5, characterized marked "characterized in that the wood material to temperatures is heated up to 400 ⁰ C.

7) Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the plasticization takes place in a non-closed irradiation facility, possibly with wetting of the wood : materials with water.

8) Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the plasticization in a steam atmosphere, also one with excess pressure of the steam will.

9) Method of drying the plasticize and intended later shape of bent, clamped wood material, characterized by drying in a microwave radiation field.

10) Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the heating rate for the wood material, the total heating time and that to be generated in the wood material Maximum temperature controlled by regulating the antenna power will.

11) The method according to claim 10, characterized by intermittent, step-wise or continuous up or increased and decreased antenna power to generate graduated temperatures of the wood material.

12) Device for performing the method according to one of the claims 1 to 11, characterized by a microwave chamber with at least one antenna, at least one dielectric Grate for receiving the wood material to be irradiated and an inlet or outlet on the bottom for that for wetting or the water required to keep the wood material moist before or during plasticization.

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31063Q4

13) Kik-rowellenkammer according to claim 12, optionally without V / water inlet and outlet, if necessary also without grate, characterized by a tunnel furnace-like configuration for the Passage of the wood material or the transport device for the wood material for the assembly line-like exercise of the method according to one of claims 1 to 11.

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