DE886190C

DE886190C - Arrangement for treating an item in an electrical high-frequency field

Info

Publication number: DE886190C
Application number: DES4877D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Phil Krammer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-11-27
Filing date: 1941-11-27
Publication date: 1953-08-13

Description

Anordnung zur Behandlung eines Gutes im elektrischen Hochfrequenzfeld Es ist bekannt, elektrische Hochfrequenzfelder, insbesondere mit Frequenzen über 3 X io6 Hz, zur Erhitzung irgendwelchen Gutes zu verwenden, beispielsweise zum Trocknen von Tabak oder Holz. Auch ist es bekannt, die Hochfrequenzfelder zum Entkeimen oder Entwesen eines Gutes zu verwenden, beispielsweise zum Töten von Bakterien in Flüssigkeiten sowie von Käfern in Getreide. In allen Anwendungsfällen zur Behandlung eines Gutes im elektrischen Hochfrequenzfeld kann es vorkommen, daß außer dem zu behandelnden Gut noch irgendwelche Hilfskörper der Einwirkung eines Feldes ausgesetzt sind, deren durch das Feld verursachte Erwärmung unerwünscht ist. Solche Hilfskörper sind beispielsweise Begrenzungskörper des Gutes, also Behälter, Tragvorrichtungen oder Führungskanäle für das Gut oder auch Druckstempel zum Zusammendrücken des Gutes. Die Hilfskörper können aber auch irgendwelchen anderen Zwecken dienen. Man ist daher bestrebt, solche Hilfskörper aus einem solchen Stoff herzustellen, der sich im elektrischen Feld möglichst gar nicht oder zum mindesten möglichst wenig erwärmt, also einen Stoff, der insbesondere möglichst geringe dielektrische Verluste hat.Arrangement for treating goods in an electrical high-frequency field It is known to have high frequency electrical fields, especially with frequencies above 3 X io6 Hz, to be used for heating anything good, for example for drying of tobacco or wood. It is also known to use the high-frequency fields for sterilizing or To use removal of a good, for example to kill bacteria in liquids as well as beetles in grain. In all cases of application for the treatment of a good in the high-frequency electric field it can happen that besides the one to be treated Well still any auxiliary bodies are exposed to the action of a field, their heating caused by the field is undesirable. Such auxiliary bodies are for example Boundaries of the goods, i.e. containers, carrying devices or guide channels for the goods or a pressure stamp for compressing the goods. The auxiliary bodies but can also be used for any other purpose. One strives therefore to such Manufacture auxiliary bodies from such a substance, which is in the electric field if possible not heated at all or at least as little as possible, i.e. a substance, which in particular has the lowest possible dielectric losses.

Nun hat es sich aber herausgestellt, daß alle diejenigen bekannten Stoffe, die sich durch sehr geringe dielektrische Verluste auszeichnen, beispielsweise keramische Stoffe, durchweg keine besonders hohe mechanische Widerstandsfähigkeit haben. Es war daher bisher vielfach erforderlich, bei der Auswahl des Stoffes für die Hilfskörper in erster Linie auf die mechanische Widerstandsfähigkeit zu achten und erst in zweiter Linie -die Erwärmungsbedingungen dieses Stoffes im Hochfrequenzfeld zu berücksichtigen. Beispielsweise hat man die Hilfskörper aus Holz oder Kunststoff hergestellt und ihre Erwärmung im Hochfrequenzfeld als unvermeidliches Übel in Kauf genommen.But now it has been found that all known them Substances that are characterized by very low dielectric losses, for example ceramic materials, not particularly high mechanical resistance to have. It was therefore often necessary in the selection of the substance for the auxiliary bodies in the first place on the mechanical resistance to pay attention and only secondarily - the heating conditions of this substance in the Consider high frequency field. For example, one has the auxiliary body from Made of wood or plastic and their heating in the high frequency field is inevitable Badly accepted.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch in einfacher Weise vermieden, daß die Hilfskörper an ihrer Oberfläche oder bzw. und im Innern mit Aussparungen versehen werden. Hilfskörper, die zur Begrenzung eines körperförmigen Gutes dienen, beispielsweise Unterlagen oder Druckstempel, wer-- den vorteilhaft zum mindesten an ihrer dem Gut zugewandten Oberfläche mit Aussparungen versehen. Besonders zweckmäßig sind Aussparungen in Form von Rillen oder Kanälen, die beispielsweise rechteckigen Querschnitt haben können. Die Erwärmung der Hilfskörper im Hochfrequenzfeld wird hierdurch erheblich herabgesetzt. Zwar wird man auch jetzt noch für die Herstellung der Hilfskörper möglichst solche Stoffe verwenden, die geringe Dipol- und Leitungsverluste haben, doch können erfindungsgemäß auch Stoffe größerer Verluste verwendet werden. Die Auswahl der in Betracht kommenden Stoffe ist nunmehr viel größer, so daß man auch Stoffe von höherer mechanischer Widerstandsfähigkeit verwenden kann, ohne daß eine nennenswerte Erwärmung in Kauf genommen zu werden braucht.According to the invention, this disadvantage is avoided in a simple manner, that the auxiliary body on its surface or or and inside with recesses be provided. Auxiliary bodies that serve to limit a body-shaped good, For example, documents or stamps are at least advantageous provided with recesses on their surface facing the good. Particularly useful are recesses in the form of grooves or channels that are, for example, rectangular Can have cross-section. The heating of the auxiliary body in the high frequency field is considerably reduced as a result. It is true that one is still responsible for the production the auxiliary body should use materials that have low dipole and conduction losses have, but substances with greater losses can also be used according to the invention. The choice of substances under consideration is now much larger, so that one can also use materials of higher mechanical resistance without significant warming has to be accepted.

Die .Wirkungsweise der Hilfskörper nach der Erfindung soll an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert werden.The mode of action of the auxiliary body according to the invention should be on hand some embodiments shown in the drawing are explained.

Fig. r der Zeichnung zeigt eine Anordnung zur Verleimung von Holzplatten mittels elektrischer Hochfreqüenzfelder. Eine größere Anzahl miteinander zu verleimender Holzplatten z ist zwischen zwei plattenförmigen Kondensatorelektroden 2 und 3 angeordnet, zwischen denen mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Hochfrequenzerzeugers ein elektrisches Hochfrequenzfeld hervorgerufen wird. Die Frequenz des Hochfrequenzfeldes betrage beispielsweise 3 X tos Hz. Die mit Leim bestrichenen Holzplatten i werden mittels zweier Druckstempel q. und 5 zusammengepreßt.Fig. R of the drawing shows an arrangement for gluing wood panels by means of electrical high frequency fields. A larger number to be glued together Wooden plates z is arranged between two plate-shaped capacitor electrodes 2 and 3, between those by means of a high frequency generator not shown in the drawing a high-frequency electric field is generated. The frequency of the high frequency field for example, be 3 X tos Hz. The wooden panels coated with glue become i by means of two pressure stamps q. and 5 pressed together.

Die Druckstempel bestehen beispielsweise aus Holz oder Kunststoff und besitzen, wie in Fig. 2 in größerem Maßstab gezeigt ist, an ihrer wirksamen Druckfläche zueinander parallele Rillen 6 von rechteckigem Querschnitt. Wie aus der Fig. r ersichtlich, müssen die 'Kraftlinien des Hochfrequenzfeldes, die ihren Weg durch die ;Druckstempel nehmen, jeweils auch die in den Aussparungen befindliche Luft durchdringen. Hierdurch wird der Spannungsabfall in dem Druckstempelmaterial kleiner, so daß auch die Energieumsetzung in den Druckstempeln geringer wird. Die Aussparungen haben also nicht nur die Wirkung, daß die unerwünschte Erwärmung der Druckstempel weitgehend herabgesetzt, sondern daß auch eine .Energievergeudung vermieden wird. Außerdem führen die Aussparungen zu einer Verringerung der Feldstreuung in den an die Druckstempel grenzenden Zonen. Schließlich besteht ein Vorteil der Aussparungen nach der Erfindung auch darin, daß sie zur Kühlung der Druckstempel beitragen. Unter Umständen ist es daher vorteilhaft, durch die Aussparungen der Druckstempel Kühlluft oder ein anderes Kühlmittel hindurchzuleiten.The pressure stamps are made of wood or plastic, for example and have, as shown in Fig. 2 on a larger scale, at their effective Pressure surface mutually parallel grooves 6 of rectangular cross-section. How out As can be seen in FIG. r, the lines of force of the high-frequency field must correspond to their Way through the; take the pressure stamp, in each case also the one located in the recesses Penetrate air. This reduces the voltage drop in the stamp material smaller, so that the energy conversion in the pressure stamp is also lower. the Recesses not only have the effect that the undesirable heating of the Pressure stamp largely reduced, but that also avoids waste of energy will. In addition, the cutouts reduce the field spread in the zones bordering the pressure stamp. Finally, there is an advantage of the recesses according to the invention also in that they contribute to the cooling of the pressure stamp. Under In some circumstances it is therefore advantageous to have cooling air through the recesses in the pressure plunger or another coolant to pass through.

Bei dem in Fig. z dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Rillen der Druckstempel senkrecht zur Feldrichtung, doch kann in manchen Fällen auch eine andere Richtung der Rillen von Vorteil sein. Würde beispielsweise bei der in Fig. r gezeigten Anordnung die Faserrichtung der Holzplatten parallel zu der aus der Zeichnung ersichtlichen Richtung der Rillen der Druckstempel q. und 5 liegen, so würde die Druckübertragung auf das Holz ungünstig sein. Es wäre in diesem Fall besser, wenn die Rillen der Druckstempel senkrecht zur Faserrichtung des Holzes verlaufen würden, doch würde dies wiederum in elektrischer Hinsicht ungünstiger sein. In einem solchen Fall wird man daher die Rillen vorteilhaft unter einem Winkel von beispielsweise q.5° zur Faserrichtung und somit auch zur Feldrichtung legen. Ein Ausführungsbeispieleiner solchen Druckplatte ist in Fig. 3 und ein Anwendungsbeispiel in Fig. q. und 5 im Aufriß und Grundriß dargestellt.In the embodiment shown in Fig. Z, the grooves are located the pressure stamp perpendicular to the direction of the field, but in some cases a other direction of the grooves would be an advantage. If, for example, in the case of the Fig. r the grain direction of the wood panels parallel to that from the Drawing apparent direction of the grooves of the pressure stamp q. and 5 lie so the pressure transfer to the wood would be unfavorable. In this case it would be better if the grooves of the pressure stamps run perpendicular to the grain of the wood would, but this would again be less favorable from an electrical point of view. In one in such a case, the grooves will therefore advantageously be at an angle of, for example Place q.5 ° to the grain direction and thus also to the field direction. An embodiment of one such a pressure plate is shown in Fig. 3 and an application example in Fig. q. and 5 in Elevation and floor plan shown.

Die in Fig. q. und 5 gezeigte Anordnung stellt eine Lade für einen zu verleimenden Bretterstapel dar. Letzterer ist zur besseren Übersichtlichkeit in der Zeichnung fortgelassen. Die Lade besteht aus einer Grundplatte 7 und je einem Halteklotz 8 und 9 an den Enden der Grundplatte. In diese Lade wird der zu verleimende Bretterstapel hineingelegt und mit einer in Fig. q: dargestellten Deckplatte ro abgedeckt. Die Teile 7 und 1o bilden hierbei die auf den Bretterstapel während der Verleimung einwirkenden Druckstempel und sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit schrägen, z. B. unter 45' angeordneten Rillen versehen. Da die Faserrichtung von Brettern gewöhnlich in der Längsrichtung der Bretter verläuft, so liegen die Rillen unter einem Winkel von q.5° zur Faserrichtung, gleichzeitig aber auch unter einem Winkel von 4.5° zu der Richtung des Hochfrequenzfeldes, das zwischen den Elektroden ,2 und 3 erzeugt wird. Die Halteklötze 8 und 9 sind ebenfalls erfindungsgemäß mit Rillen versehen. Die Aussparungen in der wirk-. samen Druckfläche der Druckplatten können statt derRillenform erfindungsgemäß auch eine beliebige andere Form haben. Beispielsweise kann die Druckfläche durch Anbringung sich kreuzender Rillen in einzelne kleine Druckstempel aufgeteilt werden, wie es Fig. 6 in einem Ausführungsbeispiel zeigt.The in Fig. Q. and Figure 5 represents a drawer for one Stack of boards to be glued. The latter is for better clarity omitted in the drawing. The drawer consists of a base plate 7 and one each Holding blocks 8 and 9 at the ends of the base plate. The one to be glued is placed in this drawer Stack of boards put in and with a cover plate ro shown in Fig. Q :. covered. The parts 7 and 1o form this on the stack of boards during the Pressure stamps acting on the glue and, as can be seen from the drawing, with inclines, e.g. B. provided under 45 'arranged grooves. As the grain direction of boards usually runs in the longitudinal direction of the boards, so the Grooves at an angle of q.5 ° to the grain direction, but at the same time also under an angle of 4.5 ° to the direction of the high frequency field between the electrodes , 2 and 3 is generated. The retaining blocks 8 and 9 are also according to the invention Provided with grooves. The recesses in the effective. seed printing area of the printing plates can have any other shape instead of the groove shape according to the invention. For example, the printing surface can be divided into individual by making intersecting grooves small pressure stamps are divided, as shown in FIG. 6 in an exemplary embodiment shows.

Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung kann eine Verminderung der Wärmebildung in den Druckstempeln auch dadurch erreicht werden, daß die Aussparungen der Druckstempel nicht an ihrer wirksamen, mit dem Gut in Berührung kommenden Oberfläche, sondern beispielsweise statt dessen oder auch zusätzlich im Innern der Druckstempel, vorzugsweise in der Nähe der wirksamen Oberfläche, also in Form von Hohlräumen, vorgesehen werden. In welcher Weise diese Hohlräume anzuordnen sind, wird der Fachmann auf Grund der vorstehend dargelegten Wirkungsweise ohne weiteres von Fall zu Fall bestimmen können.According to the further development of the invention, a reduction the heat generation in the pressure stamps can also be achieved in that the recesses the pressure stamp is not on its effective surface that comes into contact with the product, but for example instead or additionally inside the pressure stamp, preferably near the effective surface, i.e. in the form of cavities, are provided. In which way these cavities are to be arranged, will be readily available to those skilled in the art on the basis of the mode of action set out above determine on a case-by-case basis.

In den Fig.7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung im Aufriß und Grundriß dargestellt. Die Elektroden 2 und 3 dienen wiederum zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes, in welchem ein Gut der Feldeinwirkung ausgesetzt werden soll. Beispielsweise kann es sich um eine Anordnung zum Trocknen von wertvollen Holzteilen, z. B. für den Geigenbau, handeln. Um die bei der Trocknung aus dem Gut entweichende Feuchtigkeit schnell abzuführen, ist zu beiden Seiten des Hochfrequenzfeldes je eine Abschlußplatte io bzw. i i, beispielsweise aus Kunststoff, derart angeordnet, daß sie zusammen mit den plattenförmigen Elektroden 2 uild 3 einen seitlich ringsgeschlossenen Schacht bilden. Durch die Kaminwirkung dieses Schachtes steigt die mit Feuchtigkeit geschwängerte, erwärmte Luft schnell aufwärts. Da sich die Abschlußplatten io und ii noch im Bereich des Hochfrequenzfeldes befinden, würden sie sich an sich in unerwünschter Weise erwärmen. Diese Erwärmung wird jedoch erfindungsgemäß weitgehend herabgesetzt, wenn,dieAbschlußplatten, wie aus Fig. 8 ersichtlich, im Innern mit Aussparungen versehen sind. Die Abschlußplatten können hierzu beispielsweise aus je zwei ganz dünnen Platten bestehen, die durch zwischengelegte Stege zu einer steifen Platte: vereinigt sind.In FIGS. 7 and 8 there is a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention shown in elevation and plan. The electrodes 2 and 3 are used again to generate a high-frequency field in which a good of the field effect should be exposed. For example, it can be an arrangement for drying of valuable wooden parts, e.g. B. for violin making, act. To those in the drying process Quickly dissipate moisture escaping from the property is on both sides of the High-frequency field each a closing plate io or i i, for example made of plastic, arranged in such a way that they, together with the plate-shaped electrodes 2 uild 3 form a shaft closed at the side. By the chimney effect this In the shaft, the warm, moisture-laden air rises quickly upwards. Since the end plates io and ii are still in the area of the high-frequency field, they would warm up in themselves in an undesirable manner. This warming will however according to the invention largely reduced if the end plates, as shown in FIG visible, are provided with recesses on the inside. The end plates can for this purpose, for example, each consist of two very thin plates, which are interposed by Bars to a stiff plate: are united.

In Fig. 9 ist noch eine Anordnung dargestellt, die beispielsweise zur Entwesung von Getreide oder irgendwelchen anderen körnigen Nahrungsmitteln geeignet ist. Das zu behandelnde Gut wird in den Trichter 12 eingefüllt, durchläuft alsdann einen Führungskanal 13 von beispielsweise rechteckigem Querschnitt und fällt schließlich in den Sammeltrichter 14:. Der Führungskanal 13 befindet sich im Bereich eines zwischen den beiden Elektroden 2 und 3 hervorgerufenen Hochfrequenzfeldes. Um die unerwünschte Erwärmung des Führungskanals herabzusetzen, sind die Wände des Kanals, ähnlich wie die in Fig. 8 gezeigten Platten io und i1, im Innern mit Aussparungen versehen.In Fig. 9 another arrangement is shown, for example suitable for disinfestation of grain or any other granular food is. The material to be treated is poured into the funnel 12, then passes through a guide channel 13 of, for example, rectangular cross-section and finally falls in the collecting funnel 14 :. The guide channel 13 is located in the area between the two electrodes 2 and 3 caused high frequency field. To the unwanted To reduce heating of the guide channel, the walls of the channel are similar to how the plates io and i1 shown in FIG. 8, provided with recesses on the inside.

Die Erfindung ist nicht an die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden, sondern kann in mannigfacher Weise abgewandelt werden. So kann beispielsweise die Erfindung auch zur Herstellung von Preßkörpern aus irgendwelchen Preßmassen, beispielsweise Kunststoffen oder zu vulkanisierendem Kautschuk, mit Vorteil verwendet werden. Hierbei wird man die Aussparungen vorzugsweise als Hohlräume ausbilden und diese zweckmäßig nicht nur an den Druckstempeln vorsehen, die die Preßmasse in die Preßform hineindrücken, sondern man wird auch die Preßform selbst erfindungsgemäß an ihrer Oberfläche und bzw. oder im Innern, vorzugsweise an ihrer wirksamen Druckfläche oder in deren Nähe, mit Aussparungen versehen.The invention is not based on the exemplary embodiments shown in the drawing bound, but can be modified in many ways. For example the invention also for the production of pressed bodies from any molding compounds, for example plastics or rubber to be vulcanized, used with advantage will. In this case, the recesses will preferably be designed as cavities and this not only expediently provided on the plungers that the molding compound in the Press the mold in, but you will also use the mold itself according to the invention on their surface and / or inside, preferably on their effective pressure surface or in their vicinity, provided with recesses.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for treating an item in an electrical high-frequency field, in particular an ultra-short wave field, in which, in addition to the item to be treated, auxiliary bodies are exposed to the action of the field, the heating of which is undesirable, for example supporting or guiding bodies for the item or pressure bodies for compressing the item, characterized in that, that the auxiliary bodies are provided with recesses on their surface or or and in the interior.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that auxiliary bodies, the serve to limit a solid item, for example documents or stamps, provided with recesses at least on their surface facing the good are.

3. Arrangement according to claims i and 2, characterized in that the recesses in the form of preferably parallel grooves or channels, e.g. B. rectangular cross-section, to have. q ..

Arrangement according to claim 2 and 3 for the high frequency treatment of wood or other goods with a pronounced grain direction, characterized in that as recesses Grooves at an acute angle of e.g. B. 45 'provided to the grain of the goods are.

5. Limiting body according to claim i to q ,, characterized in that the Recesses are provided as channels for a coolant, for example cooling air are.