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Hochfrequenzanlage, insbesondere zur Behandlung von Stoffen in einem
Hochfrequenzfeld Bekanntlich werden Hochfrequenzanlagen nicht nur zur Aussendung
von Nachrichtenzeichen verwandt, sondern auch für medizinische oder industrielle
Zwecke zur Behandlung von Körperteilen bzw. Werkstoffen. Zur Behandlung werden die
Gegenstände zwischen zwei Elektroden gelegt, wenn es sich um ein Konden-Batorfeld
handelt, bzw. in das Innere einer Spule, wenn die Behandlung im Spulenfeld vorgenommen
wird. Auch hier findet wie bei den Nachrichtensendern eine Abstrahlung von Energie
in den Raum statt. Zwei Elektroden sind als eine Doppelantenne aufzufassen, die
genau wie eine Richtantenne im Gegentakt arbeitet. Es besteht nur quantitativ insofern
ein Unterschied, als der Abstand der beiden Elektroden nicht wie bei der Richtantenne
gleich der halben Wellenlänge ist, sondern erheblich kleiner. Es mag z. B. die Elektrodenlänge
12 m, die Wellenlänge Zoo m und der Elektrodenabstand o,i5 m betragen. Während bei
einer Doppelantenne mit halbem Wellenabstand die maximale Feldstärke, die in der
Ebene der beiden Antennen liegt, doppelt so groß ist als die Feldstärke einer einzigen
Antenne mit gleich großem Strom, beträgt sie in dem vorgenannten Beispiel nur 0,420/p
dieses Wertes. Trotzdem kann sie noch immer so groß sein, daß sie beträchtliche
Störungen im Empfang von Radiowellen verursacht. Eine Doppelantenne hat die Eigenschaft,
daß ihr Feld nicht zirkularsymmetrisch ist wie bei der einfachen Antenne. Es weist
vielmehr, wie bereits gesagt, in der Ebene der beiden Antennenstäbe eine maximale
Feldstärke auf, während die Feldstärke senkrecht dazu in der Abstandsmitte verschwindet.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Hochfrequenzanlage, die die auslöschende
Wirkung ausnutzt, die
durch eine bestimmte Überlagerung mehrerer
Hochfrequenzfelder herbeigeführt wird. Die neue Lösung besteht darin, daß die die
Hochfrequenz führenden Elemente wenigstens teilweise, zur Verhinderung der Abstrahlung,
mehrpaarig in Gegentaktschaltung ausgeführt sind. Die hier genannten, die Hochfrequenzenergie
führenden Elemente können teilweise Hilfselemente sein, die für die eigentliche
Hochfrequenzschaltung nicht notwendig wären, im Rahmen der neuen Einrichtung aber
vorgesehen sind, um eine mehrpaarige in Gegentaktschaltung ausgeführte Anordnung
der die Hochfrequenzenergie führenden Elemente zu erhalten.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele der neuen
Hochfrequenzanlage. Es zeigt Fig. i die Erläuterungsdarstellung einer Hochfrequenzanlage
mit einer von ihr betriebenen Leimpresse, Fig.2 eine Einzeldarstellung der Leimpresse
in Seitenansicht, Fig. 3 das erste Ausführungsbeispiel, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel
für die Anordnung der Verbindungsleitungen zwischen dem Hochfrequenzgenerator und
dem Verbraucher; Fig. 5 und 6 je ein Ausführungsbeispiel einer Elektrodenanordnung;
Fig. 7 eine Erläuterungsdarstellung, Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel, Fig.
9 und io ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. i i eine Einzelheit.
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In Fig. i ist der Fall dargestellt, daß eine Leimpresse mit Hochfrequenz
betrieben wird, bei der demgemäß der zu verleimende Holzstapel i zwischen den beiden
Elektroden 2 und 3 eines Kondensators, des Behandlungskondensators, aufgeschichtet
ist, und zwar auf eine Unterlage 4, die ihrerseits auf einem Tisch 5 liegt. Durch
eine Presse 6 wird der Holzstapel i unter Druck gesetzt.
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Die Erfindung kommt insbesondere in Betracht bei Hochfrequenzanlagen
für industrielle Zwecke. Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
sind der Anschaulichkeit halber auf den Fall bezogen, daß die Hochfrequenzanlage
zum Betrieb einer Leimpresse benutzt wird, bei der die Leimfugen mit Hochfrequenz
erhitzt werden. Das Schema einer solchen an sich bekannten Anlage ist in Fig. i
und 2 dargestellt. Gemäß dieser Darstellung wird der zu verleimende Holzstapel i
zwischen den Elektroden 2 und 3 eines an den Hochfrequenzgenerator angeschlossenen
Kondensators, des Behandlungskondensators, aufgestapelt, und zwar auf einer Zwischenlage
4, die ihrerseits auf dem Pressentisch 5 ruht. Über die Presse 6 wird auf den zu
verleimenden Holzstapel während der Verleimung ein starker Druck ausgeübt. Zur Verbindung
der Kondensatorelektroden 2 und 3 mit dem Hochfrequenzgenerator 7 dienen die Leitungen
8 und 9.
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Fig.3 zeigt das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anlage; es ist hier der Fall angenommen, daß zwei Holzbalken miteinander zu verleimen
sind, also nur eine mit der Hochfrequenz zu behandelnde Leimfuge gegeben ist. Die
dieser Leimfuge zugeordneten Elektroden (Arbeitselektroden) io und ii benötigen
nur einen kleinen Querschnitt und können demgemäß, wie aus der Zeichnung hervorgeht,
drahtförmig ausgebildet sein. Die Polarität dieser beiden Atbeitselektroden ist
für ein bestimmtes Zeitmoment in der Fig. 3 durch die Zeichen plus und minus angedeutet.
Erfindungsgemäß sind die beiden Arbeitselektroden io und ii durch die beiden Hilfselektroden
12 und 13 ergänzt, und zwar so, daß die vier Elektroden 1o, 11, 12 und 13 die Ecken
eines Quadrats oder eines Rechtecks bilden oder die Ecken einer ähnlichen Figur
bilden. Die Polarität der Hilfselektroden 12 und 13 ist so gewählt, daß sie in Gegentakt
zu den Arbeitselektroden io und ii arbeiten, wie die zu den Elektroden 12 und 13
in Fig. 3 eingezeichneten Plus- und Minuszeichen für einen bestimmten Zeitmoment
verdeutlichen.
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Die Wirkungsweise der Ausführung nach Fig. 3 ist kurz folgende: Die
Hochfrequenzeinwirkung erfolgt, wie schon gesagt, über die Arbeitselektroden io
und ii ; hinsichtlich der Verleimung würden also diese Arbeitselektroden io und
ii genügen. Die Zusatzelektroden 12 und 13 sind nun aber räumlich und elektrisch
den Arbeitselektroden io und ii so zugeordnet, daß eine Auslöschwirkung der von
den beiden Elektrodenpaaren erzeugten Felder in der Umgebung der Leimpresse eintritt.
Es wird also eine Abstrahlung von wesentlicher Energie in den Raum verhindert.
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Im allgemeinen wird es von Belang sein, auch eine Abstrahlung der
Hochfrequenzenergie von den Verbindungsleitungen zwischen dem Hochfrequenzgenerator
und dem Verbraucher zu verhindern. Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine Anordnung
dieser Verbindungsleitungen, bei der eine wesentliche Energieabstrahlung vermieden
wird.
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Normalerweise würden diese Verbindungsleitungen 14 und 15 genügen.
Für die Zwecke der Erfindung ist jedoch noch ein zweites Paar Verbindungsleitungen,
und zwar die Leitungen 16 und 17 vorgesehen. Wie die in Fig. 4 für einen Zeitmoment
durch Plus- und Minuszeichen eingetragenen Polaritäten der verschiedenen Leitungen
erkennen lassen, liegt das eine Leitungspaar zu dem anderen im Gegentakt. Die Wirkungsweise
ist die gleiche wie bei der in Fig. 3 vorgesehenen zweipaarigen Elektrodenanordnung;
es wird also eine Energieabstrahlung von den beiden Leitungspaaren 14 bis 17 vermieden.
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Die Anordnung nach Fig. 4 eignet sich besonders zur Anwendung bei
der Ausführung nach Fig. 3, und zwar in der Weise, daß die vier Elektroden unter
Beachtung der Polarität an die vier Leitungen 14 bis 17 angeschlossen werden. Bei
dieser Verbindung wird eine Gesamtanordnung erzielt, bei der eine wesentliche Abstrahlung
von Hochfrequenzenergie in den Raum nicht auftritt.
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Der Ausführung nach Fig. 3 war der Fall zugrunde gelegt, daß der Hochfrequenzbehandlung
nur eine einzige Leimfuge auszusetzen ist; die Erfindung ist indes hierauf nicht
beschränkt, sie kann vielmehr auch bei Anordnungen, wie sie in Fig. i und 2 dargestellt
sind, Anwendung finden. Hierfür geeignete Elektrodenanordnungen sind in Fig. 5 und
6 veranschaulicht.
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Bei der Ausführung nach Fig. 5 finden zwei Elektrodenpaare 18, i9
und 2o, 21 Anwendung. Die Stromrichtungen haben in einem bestimmten Zeitmoment
die
durch die Pfeile angedeutete Richtung. Wie Fig. 5 somit erkennen lädt, sind die
Stromrichtungen in den beiden Elektrodenpaaren einander entgegengesetzt gerichtet,
was seinen Grund darin hat, daß die beiden Elektrodenpaare durch die Zuleitungen
8' und g' gemeinsam gespeist werden und die Elektroden 18 und 20 sowie die Elektroden
ig und 21 je in einer Ebene liegen. Das Behandlungsgut wird hier auf die Kondensatorfelder
beider Elektrodenpaare aufgeteilt. Die Zuleitungen 8' und g' können entsprechend
der Fig. 4 in zwei Zuleitungspaare aufgegliedert werden.
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An Stelle zweier Elektrodenpaare gemäß Fig. 5 kann nach Fig. 6 auch
ein einziges Elektrodenpaar 22, 23 benutzt werden; hierbei sind jedoch die Zuleitungen
8' und g' in der Mitte der Elektroden anzuschließen, so daß die gleichen elektrischen
Verhältnisse entstehen wie bei der Elektrodenanordnung nach Fig. 5. Man kann sich
geradezu die Elektrodenanordnung nach Fig. 6 aus der nach Fig. 5 dadurch entstanden
denken, daß der Abstand zwischen den beiden Elektrodenpaaren der Fig. 5 auf. Null
verringert wurde.
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Fig. 7 zeigt zwei Elektroden 24 und 25 in einem bestimmten Abstand
von einer Fläche E, die als elektrisch ideal spiegelnde Fläche angenommen sei. 24'
und 25' mögen die Spiegelbilder der beiden Elektroden 21 und 25 sein. Das Schema
nach Fig. 7 entspricht der Elektrodenanordnung nach Fig. 3. Die Rechnung ergibt,
daß die Abstrahlung immer kleiner wird, je kleiner der Abstand von der Spiegelfläche
E wird, und schließlich verschwindet, wenn dieser Abstand gleich Null wird.
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Auf dieser L`berlegung beruht die Ausführung nach Fig. B. Bei dieser
Ausführung ist die Leimpresse in die Erde versenkt, d. h. in eine Vertiefung gesetzt,
deren Wandungen das Potential der Erde hat, d. h. mit der Erde in guter elektrischer
Verbindung stehen. Die zur Aufnahme der Leimpresse dienende Vertiefung hat eine
solche Tiefe, claß die Elektroden 26 und 27 des Behandlungskondensators etwa, wie
dargestellt, in der Ebene durch die obere Kante der Vertiefung liegen. Die `'Wirkungsweise
dieser Anordnung ergibt sich aus der obigen Erläuterung zu Fig. 7.
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Fig. g zeigt eine Elektrodenanordnung, die durch Drosseln ergänzt
ist; ihre Anwendung auf eine Leimpresse veranschaulicht Fig. io. Die Fig. g und
io betreffen somit die gleiche Lösung. Zu beachten ist, das der Deutlichkeit halber
in Fig, g die Elektroden 28 und 29 in die Zeichenebene umgeklappt sind. Wie insbesondere
Fig. g erkennen lädt, sind die beiden Elektroden 28 und 29 durch mehrere Drosseln
30 miteinander verbunden. Diese Drosseln führen zu einer wesentlichen Kompensation
des Blindstromes und vermindern somit die Abstrahlung, da diese auch vom Blindstrom
abhängig ist. Durch entsprechende Bemessung der Drosseln 3o kann eine Stromverteilung
entsprechend der Kurve der Fig. ga, die räumlich auf die Fig. g bzw. auf die dort
dargestellten Elektroden bezogen ist, erreichen. Da der Strom einen starken Anteil
am Blindstrom hat, bedeuten die über der Abszissenachse liegenden Spitzen kapazitiven
Strom, die darunterliegenden aber induktiven Strom, so daß infolge der entgegengesetzten
Vorzeichen die vom Strom ausgeübten Abstrahlungswirkungen sich gegenseitig aufheben.
Bei einer solchen der Fig. ga entsprechenden Bemessung der Drosseln 3o kann eine
optimale Verminderung der Abstrahlung erreicht werden. Es empfiehlt sich, die etwaige
Abstrahlung der Drosseln selbst durch einen Schirm abzufangen, was wegen der relativ
geringen Größe der Drosseln keinen großen Aufwand bedeutet. Die Anordnung nach Fig.
g und io kann aber für sich allein oder in Verbindung mit den erfindungsgemäßen
Anordnungen nach den übrigen Figuren Anwendung finden.