DE859049C - Anordnung zur Behandlung von Holz oder anderen nichtmetallischen Koerpern im elektrischen Hochfrequenzfeld - Google Patents

Description

• Anordnung zur Behandlung von Holz oder anderen nichtmetallischen Körpern im elektrischen Hochfrequenzfeld Es ist bekannt, nicht oder schlecht leitende Körper, z. 13. Holz, Preßstoff u. dgl., einem elektrischen Hochfrequenzfeld auszusetzen, um damit Veränderungen in diesen Körpern herbeizuführen.
• Speist handelt es sich um die Erhitzung dieser Körper, beispielsweise zum Zwecke des Trocknens oder zur zur'Herheiführung chemischer Reaktionen, wie beim Härten von Kunststoffen. Die Erhitzung von Körpern im elektrischen Hochfrequenzfeld bereitet keine wesentlichen Schwierigkeiten, wenn es sich dabei um einfache geformte Körper handelt, die keine nennenswerten Feldverzerrungen verursachen.
• Handelt es sich dabei jedoch um Körper, welche große Unterschiede in der Dicke oder sonstigen Beschaffenheit aufweisen, dann ergibt sich bei der Behandlung im elektrischen Hochfrequenzfeld eine mitunter sehr unerwünschte ungleichmäßige Erwärmung. Schwierigkeiten können ferner dann entstehen, wenn der zu behandelnde Körper wäh-I-end der Behandlung im Hochfrequenzfeld mechanisch zusammengepreßt werden soll, wie dies z. B. beim Verleimen von Holz oder anderen Faserstoffen der Fall ist; denn dann führt entweder die Preßvorrichtung selbst Hochfrequenzspannung, oder man muß mit unhandlichen Zwischenelektroden arbeiten, die gegenüber die Preßvorrichtung iso- liert sind. Besonders schwierige Verhältnisse ergeben sich, wenn Stoffe, z. B. Furniere, durch Druckrollen aufeinandergeppreßt werden müssen, wie dies beispielsweise Leim Herstellen von Fässern durch Aufwickeln von Furnieren auf einen Dorn und unter gleichzeitigem Verleimen der Holzschichten der Fall ist. Eine wesentliche Erleichterung der Behandlung von Körpern im elektrischen Wechselfeld läßt sich gemäß der Erfindung dadurch erzielen, daß man die zu behandelnden Körper einem elektromagnetischen Strahlungsfeld aussetzt.
• Um Energieverluste zu vermeiden, wird man zu diesem Zweck eine gebündelte Strahlung benutzen, wie sie durch bekannte Mittel, beispielsweise mit Hilfe von Reflekktoren oder einen Vielzahl von in geeigneter Weise angeordneten Strahlern (Dipolen), erzeugt werden kann. Um eine genügend starke Bündelung und Konzentration der elektromagnetischen strahlung zu erhalten, wird es im allgemeinen erforderlich sein, mit sehr kurzen Wellen im Bereich unter 1 m Wellenlänge zu arbeiten. Je nach der Größe der zur behandelnden Körper und der Größe des Behandlungsraumes kommen dabei auch Wellenlängen bis herab zu einigen Zentimetern in Betracht.
• Um die Intensität des Strahlungsfeldes im Behandlungsraum zu erhöhen, kann es sich empfehlen, die von einem Strahler ausgesandten, zweckmäßig gebündelten Wellen an eiiier leitenden Fläche zu reflektieren und im Behandlungsraum mit der lOiil strahler erzeugten Strahlung zur Interferenz zu bringen. Man erhält auf diese Weise eine Amplitudensteigerung zwischen Strahler und Reflektor.
• Ein Ausführungsbeispiel diieser Art ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Mit 1 ist ein Strahler für Ultrakurzwellen bezeichnet, der beispielsweise die Form eines Dipols besitzen kann. 2 ist ein Reflektor, mit dessen Hilfe die Strahlung gebündelt wird.
• 4 ist ein weiterer Reflektor, der die Strahlung wieder zurückwirft. Der Verlauf der elektrischen Feldstärke ist durch die Kurve 5 angedeutet. In einem Abstand vom Reflektor 4, der einem Viertel, drei Viertel usw. der Wellenlänge entspricht, ist die elektrische Feldstärke ein Maximum. Das gilt unabhängig vom abstand des Strahlers I vom Reflektor 4. In der Zone des Strahlungsmaximums, die durch den Pfeil 6 angedeutet ist, wird zweckmäßig der zu behandelnde Körper angeordnet.
• Zwecks Regelung der Feldstärke kann jedoch dieser Körper auch innerhalb des Raumes zwischen Strahler und Reflektor verschiebbar sein. Es ist nicht erforderlich, daß sich der gesamte zu behandelnde Körper im Strahlungsfelde befindet. Man kann vielmahr diesen körper auch langsam durch das Strahlungsfeld hindurchschieben, so daß nacheinander verschiedene Zonen des Körpers der Strahlung ausgesetzt und auf die erforderliche Temperatur gebracht werden. Wenn es sich dabei darum handelt, kompliziert geformte Werkstücke, beispielsweise zum Zwecke der Verleimung, zu behandeln, so können diese Werkstücke zwischen Formen aus hochisolierendem verlustarmem Werkstoff gehalten werden. Ein besonderer Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung gestellt darin, daß das zu behandelnde Gut nicht durch Elektroden abgedeckt zu sein braucht und deshalb während der Behandlung beobachtet werden kann. Gegebenenfalls lassen sich dabei auch Temperaturmessungen ohne Behinderung durch Elektroden durch führen. Allgemein ist zu sagen, daß man von der Geometrie der zu behandelnden Körper unabgängig ist.
• Die Behandlung von Körpern im Strahlungsfeld ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Anbringung geeigneter Elektroden schwierigkeiten bereiten würde, sei es, daß sie einen wesentlichen Teil der Hochfrequenzenergie ableiten, sei es, daß die Gefahr besteht, daß nach vorhandenen Anpreßeinrichtungen, z. B. Rollen, Überschläge stattfinden.
• Ein solcher Fall liegt beispielsweise bei der Herstellung von Holzzylindern für die Anfertigung von Fässern vor. Hier besteht die Aufgabe darin. dünne Holzschichten (Furniere) auf einen Dorn aufzuwickeln und miteinander zu verleimen. Ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Fall zeigt Fig. 2. Darin ist mit 6 eine Trommel bezeichnet, die einem als Reflektor dienenden Metallkern 7 enthält. Die Trommel 6 kann aus einem keramischen Werkstoff kleiner Verluste bestehen. 8 ist eine Anpreßvorrichtung, mit deren Hilfe das auf die Trommel aufzuwickelnde Furnier 9 gegen die Trommel gepreßt wird. Um die Holzschichten möglichst rasch hinter der Rolle zu verleimen, wird die der Rolle 8 benachbarte Zone einem Strahlungsfeld ausgesetzt, das mit Hilfe des Strahlers 10 erzeugt wird. Der Metallkern 7 wirkt dabei als Reflektor. so daß man durch geeignete Einstellung des Verhältnisses zwischen Wellenlänge und Abstand zwischen Furnier und Kern 7 erreichen kann, daß die Holzschicht im Bereich des Feldmaximums liegt.
• Eine weitere Verminderung von Energieverlusten läßt sich erzielen, wenn man dafür sorgt, daß die vom Reflektor 4 bzw. 7 nach Fig. 1 und 2 zurückgeworfene Strahlung wieder phasenrichtig in den Behandlungsraum zurückgeworfen wird. Es gelingt auf diese Weise, im Raum zwischen reflektierenden Flächen ein starkes elektrisches Wechselfeld aufrechtzuerhalten, wobei nur die Verlustleistung dem Raum zwischen den reflektierenden Flächen zugeführt zu werden braucht. NIan kann beispielsweise einen allseitig geschlossenen metallischen Hohlkörper verwenden, der nur Öffnungen zum Ein-und Ausbringen des Gutes und zur Einführung der elektrischen Energie besitzt. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß innerhalb des Hohlkörpers ein Wechsel der magnetischen und der elektrischen Feldenergie stattfindet und nur die Verluste durch Energiezufuhr von außen gedeckt, zu werden brauchen (Hohlraumresonator). In dem im Innern eines solchen Körpers entstehenden elektrischen Feld können Körper im Sinne der vorliegenden Erfindung behandelt werden. Es gelingt auf diese Weise, trotz Anwendung kürzester Wellen Strahlungsverluste weitgehend zu vermeiden und so die Voraussetzung für die Anwendung kürzester Wellen zu schaffen. Wesentlich ist dabei, daß die Fre- quenz in bezug auf die innerhalb des leitenden Körpers vorhandenen Hohlräume so gewählt ist, daß die Energie zwischen dem magnetischen und dem elektrischen Feld pendelt.
• Für die Behandlung wird man, wie ausgeführt, möglichst kurze Wellenlängen verwenden und er zielt dabei die angegebenen Vorteile. Jedoch ist darauf zu achten, daß die ganze Querabmessung des zu behandelnden Körpers mit Hochfrequenzenergie bestrahlt wird. Um ein Nebeneinanderstellen von Strahlungsquellen (Dipolen) und deren Parallelbetrieb zu vermeiden, erweist es sich als zweckmäßig, die einzige Strahlungsquelle mindestens ebenso groß zu machen wie die Querabmessung des Gutes. Dies 'heißt aber, da ein Strahlungsdipol gerade eine Halbwellenlänge haben muß, daß die zu verwendende Wellenlänge mindestens doppelt so groß wie die Ouerabmessung des Gutes zu wählen ist. Nach etwas größeren Werten hin wird die Feldstärkeverteilung im Gut günstiger. Es ist deshalb zweckmäßig, die Wellenlänge groß im Vergleich zu den Querabmessungen des zu behandelnden Körpers zu machen.
• PATEXTAXSPRUCHE: 1. Änordnung zur Behandlung von Holz oder anderen nichtmetallischen Körpern im elektrischein Hochfrequenzfeld, insbesondere zur Erhitzung dieser Körper zum Zwecke des Verleimens oder Trocknens, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Körper einem elektromagnetisehen Strahlungsfeld ausgesetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Strahler für elektromagnetische Wellen ausgesandten Strahlen mit einer an einer reflektierenden Fläche zurückgeworfenen Strahlung zur Interferenz gebraucht werden und sich der zu behandelnde Körper im Raum zwischen der Strahlungsquelle und dem Reflektor befindet.

   3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung durch an sich bekannte Mittel gebündelt wird.

   4. Anordnung nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß stehende Wellen zwischen reflektierenden Flächen erzeugt werden und der zu behandelnde Körper im Bereich dieser stehenden Wellen angeordnet wird.

   5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stehende Welle in einem praktisch allseitig geschlossenen Hohlkörper aus leitendem Werkstoff (Hohlraumresonator) erzeugt wird.

   6. Anordnung nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des zu behandelnden Körpers im Strahlungsfeld zwecks Regelung der Feldstärke verändedich ist.

   ,. Anordnung nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge groß im Vergleich zu den Querabmessungen des zu behandelnden Körpers ist.