DE869246C

DE869246C - Einrichtung zum dielektrischen Erwaermen von thermoplastischen Massen

Info

Publication number: DE869246C
Application number: DEP10496A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Kafka; Siegfried Dr Pforte
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-03-02

Description

Einrichtung zum dielektrischen Erwärmen von thermoplastischen Massen Bei der Erwärmung von thermoplastischen Massen, insbesondere für die Verformung'. durch Spritzen Gießen, Pressen, Ziehen und Verspinnen, macht die starke Abnahme der Durchschlagsfestigkeit mit der Temperatur und die starke Abhängigkeit des Verlustfaktors von der Temperatur große Schwierigkeiten. Es kann vorkommen, daß aus rgendwelchen Gründen einzelne Masseteile wärmer als die Umgebung werden, die sich dann immer stärker erwärmen-. und infolge der stark herabgesetzten Durchschlagsfestigkeit Durchschläge einleiten oder durch. die Überhitzung in ihren Eigen schaften verschlechtert werden. Infolgedes sen kann man nur sehr langsam erwärmen um entstehende Temperaturunterschiede durch Wärmeleitung ausgleichen zu können. In der Patentschrift 737 8I2 ist vorgeschlagen worden, die Frequenzen vorzugsweise in d!em Gebiet von 5 bis 50 m Wellenlänge zu wählen. Man kann; durch die Wahl so hoher Frequenzen die Erwärmungsgeschwindigkeit steigern, ohne allzu hohe Feldstärken anwenden zu müssen.
Um die Folgen ungleicher Erwärmung zu beseitigen wurde bereits vorgeschlagen, das Gut während der Erwärmungszeit, also beispielsweise längs seines Weges. durch einen Behandlungskondensator verschiedener Hochfrequenzspannung oder unterschiedlicher Frequenz auszusetzen. Hierdurch kann! bei richtiger Bemessung erreicht- werden. daß sich die Feldstärke in dem Gut in der gewünschten Weise ändert. Derartige Spannungs-oder Frequenzänderungen sind jedoch im allgemeinen nur schwierig zu erreichen. Sie benötigen einen zusätzlichen Aufwand an Schaltmitteln in den Zuleitungen oder in den Generatoren und können im übrigen nur schwer kontinuierlich geändert werden.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Einrichtung zum dielektrischen Erwärmen von thermoplastischen Massen, die zwischen zwei Elektroden hindurch bewegt werden. Die bisher bei derartigen Einrichtungen auftretenden Schwierigkeiten sind erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der Abstand der konzentrisch angeordneten Elektroden längs der Fortbewegungsrichtung der Masse, die den Hohlraum zwischen den Elektroden ausfüllt, derart zunimmt, daß unter Berücksichtigung der mit wachsender Temperatur abnehmenden Durchschlagsfestigkeit der Masse auf ihem gesamten Weg in der Einrichtung mit Sicherheit ein Durchschlag gerade noch vermieden wird.
Die Erfindung ist anwendbar bei jenen an sich bekannten Einrichtungen, die sich eines Vorwärmzylinders, mit einem gegen diesen isolierten Kern bedienen, bei denen also die Hochfrequenzelektroden konzentrisch angeordnet sind.
Blei dieser Ausbildung der Elektroden ist es günstig, bei gleichbleibendem Durchmesser der äußeren Elektrode die innere Elektrode längs der Fortbewegungsrichtung der Masse zu verjüngen.
Es ist an sich bekannt, bei ebenen Elektrodenanordnungen den Elektrodenabstand an verschiedenen Stellen verschieden groß zu machen. Hierdurch soll: bei der Erwärmung von Gut im Durchlaufverfahren eine ganz bestimmte Erwärmungskurve erzielt werden. Bei der Formgebung der Elektroden in der Erwärmungseinrichtung nnch der Erfindung sind jedoch ganz andere Gesichtspunkte zu berücksichtigen und ein ganz anderer Zweck zu erzielen.
So würde beispielsweise eine Formgebung der Elektroden für eine optimale Erwärmungskurve zu Elektrodendurchschlägen und somit zur Beschädigung des Gutes führen.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung; es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel und Fig. 2 eineni Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Die dargestellte Ausführung enthält zur Erwärmung der thermoplastischen Masse einen Vorwänmzylinder, wie er beispielsweise für die Spritzverformung solcher thermoplastischer Masse geeignet ist, Im dem Zylinder 1, der allmählich in die Spriitizdüse 2 übergeht, befindet sich ein Dorn 3 aus Metall, der von einer isolierenden Halterung 4 in seiner Lage festgehalten wird. Die thermoplastische Masse füllt den Hohlraum des Zylinders I völlig aus und wird durch einen Kolben Si ani dem Dorn vorbei zur Düse gepreßt. Zwischen Zylinderwandung I und Dorn 31 wird iiber die Leitungen 6, 7, eine Hochfrequenz spannung angelegt.
Nach der Erfindung wird hier der Dorn im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen nicht zylindrisch in einem zylindrischen Hohlraum ausgeführt, sondern der hohlraum und/oder der Dorn erhalten ein,e solche Gestalt, daß der Abstand zwischen Zylinder und Dorn in Vorschubrichtung immer mehr zunimmt Im Ausführungsbeispiel hat der Zylinder I gleichbleibenden Durchmesser, während der Kern 3 sich dornförmig nach vorn ver jüngt. Die allmähliche Zunahme des Abstandes kann nun so gewählt werden, daß sich bei der Fortbewegung der Masse und gleichzeitiger dielektrischer Erwärmung eine längs der Fortbewegungsrichtung ungefähr gleichbleibende. Zunahme der erzeugten Wärme in den einzelnen Schichten ergibt.
Da bei der gezeichneten Formgebung nach Fig. I die Gesch'windigkeit der Masse in Vorschub richtung wegen des zunehmenden Querschnittes immer mehr abnimmt, wird gemäß weiterer Erfindung der Querschnitt durch teilweise Ausfüllung längs der Fortbewegungsrichtung gleichmäßig gemacht, und zwar durch einen isolierenden Körper kleiner Dielektrizitätskonstante. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die Halterung 4 keilförmig geformt wird, mit dem dicken Ende des Keils gegen die Düse 2 zu. Besonders zweckmäßig ist es, den Dorn 3 oder die Hohlraumwände innen mit einem Überzug geringer Dielektrizitätskonstante zu versehen, wie dies beispielsweise in Fig. 1 die geo strichelte Linie 8 andeutet. Ein solcher Überzug wirkt vergleichmäßigend auf die Wärmeerzeugung, da er die Feldstärke an Stellen besonders hoher Dielektrizitätskonstante innerhalb der Preßmasse herabsetzt.

Claims

PATENTANSPROCHE: I. Einrichtung zum dielektrischen Erwärmen thermoplastischer Massen, die zwischen zwei an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossenen, konzentrisch angeordneten Elektroden, den zwischen ihnen vorhandenen Hohlraum ausfüllend, hindurchbewegt. werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Elektroden längs der Fortbewegungsrichtung der Masse derart zunimmt, daß unter Berücksichtigung der mit wachsender Temperatur abnehmenden Durchschlagsfestigkeit der Masse auf ihrem gesamten Weg in der Einrichtung mit Sicherheit ein Durchschlag gerade noch vermieden wi.rd: 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch ge kennzeichnet, daß bei gleichbleibendem Durchmesser der äußeren Elektrode (i) die innere Elektrode (3) längs der Fortbewegungsrichtung der Masse sich verjüngt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem keilförmigen Raum zwischen den Elektroden Isolierkörper (8, 4) von solcher Form vorgesehen sind, diaß der Durchlaufquerschnitt für die thermoplasti;sche Masse zwischen den Elektroden (I, 3) längs der Fortbewegungsrichtung überall gleich ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden einen Isolierstoffüberzug (8) besitzt, dessen Stärke in der Fortbewegungsrichtung der Masse zunimmt im Sinne der Erzielung eines gleichbleibenden Durchlaufquerschnittes für die thermoplastische Masse.

5. Einrichtung nach Anspruch3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Isolierstoff bestehende Halterung (4) der inneren Elektrode (3) derart keilförmig gestaltet ist, daß ein. gleichbleibender Durchlaufquerschnitt vorhanden ist.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 737 812; britische Patentschriften Nr. 567 731, 577 208; »Textile World«, Jan. 1948, S. 144/115.