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Einrichtung zum Erhitzen, beispielsweise zum Verleimen oder Verkleben,
von Gutteilen großer Ausmaße, insbesondere großer Länge, im elektrischen Kondensatorwechselfeld:
Bei der Erhitzung von Gutteilen im elektrischen Kondensatorwechselfeld ergeben sich
Schwierigkeiten, wenn das Gut große Ausmaße besitzt und die Kondensatorfeldelektroden
der Länge der Gutteile angepaßt sind. Diese Schwierigkeiten treten insbesondere
dann auf, wenn: die Läge d.es Gutes in der Größenordnung der angewendeten Wellenlänge
liegt. Es ergeben sich dann nämlich Spannungsmaxima und -minima längs der Kondensatorfeldelektroden,
da die Verlustleistung einschließlich der vom Behandlungsgut absorbierten Wärmeenergie
im Verhältnis zur Schwingleistung klein ist, das Schwingsystem also praktisch wenig
gedämpft ist, so daß stehende Wellen auftreten. Auch wenn die Länge der Gutteile
ein Viertel der Wellenlänge nicht überschreitet, ergibt sich beim Anlegen ,der Hochfrequenzspannung,
vom Speisepunkt der Behandlungselektroden aus gesehen, zum Ende der Behandlungselektroden
hin ein Spannungsansti-g. Dieser Spannungsanstieg ist um so beträchtlicher, je mehr
'die Länge des Behandlungsgutes sich der Viertelwellenlänge nähert. Die Folge davon
ist, daß bei der Hochfrequenzverleimung der Leim am Generatorende der Behandlungselektroden:
nach Ablauf einer gewissen Zeit.der Feldeinwirkung noch nicht die zum Abbinden erforderliche
Temperatur
erreicht hat, während an dem entgegengesetzten Ende
der Elektroden der Leim die erforderliche Temperatur bereits weitgehend überschritten
hat. Es besteht dann .an den Stellen zu niedriger Temperatur eine höhere Bruchgefahr,
während an den entgegengesetzten Stellen infolge der übermäßig hohen Temperatur
Verbrennungserscheinungen an den Leimfugen auftreten können.
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Es ist bereits vorgeschlagen, zur Vermeidung übermäßiger Spannungsänderungen
längs der Elektroden an den Enden der Behaizdlungselektroden Drosseln anzuschließen,
die so dimensioniert sind, daß das Spannungsmaximum in die Mitte der Elektroden
verlegt wird. Hierbei würden dann die Spannungen am Anfang und am Ende des Behandlungselektrodenpaares
einander gleich sein. Bei großer Länge des Gutes, z. B. bei einer Länge zwischen:
einer Achtel- und einer Viertelwellenlänge, genügt auch diese Maßnahme noch nicht.
Es wurde für diesen Fall bereits vorgeschlagen, die Konstanten der als Leitung aufzufassenden
Behandlungselektroden durch Zuschalten von Querinduktivitäten bzw. Längskapazitäten
künstlich zu verändern, im Grenzfall so, daß die Blindströme bzw. die Spannungsabfälle
so kompensiert werden, daß eine praktisch konstante Spannung zwischen den Elektroden
auf ihrer ganzen Länge besteht..
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Bei langen Behandlungselekträden entsteht noch eine weitere Schwierigkeit:
Das Behandlungsgut muß zwischen die Behandlungselektroden eingebracht werden. Hierbei
muß z. B. bei der Holzverleimung darauf Rücksicht genommen werden, daß Preßstempel
vorhanden "sind, die -gegebenenfalls in senkrechterRichtung angreifen, also- über
und unter dem Behandlungsgut liegen. Es ist dann nur möglich, das Behandlungsgut
von der Seite einzulegen. Hierzu wird man zweckmäßigerweise die eine Elektrode herauf-
oder herunterklappen. Bei langen Elektroden, z. B. Elektroden von 2o m Länge oder
mehr, wird man schwer die ganzen Elektroden herauf- oder herunterklappen können.,
zumal dann, wenn das Behandlungsgut nicht gerade verläuft, sondern einige Knicke
macht.
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Für diesen Fall ist, wie die Fig. i zeigt, bereits vorgeschlagen worden,
die Elektroden in Teilelektroden Ei bis E9 bzw. Ei' bis E9' zu unterteilen. Hierbei
muß dafür gesorgt werden, daß eine gute Stromleitung von der einen Teilelektrode
zur nächsten erfolgen kann. Hierzu sind Kontaktstücke K1 bis K, bzw. K; bis K8 vorgesehen,
die mit Federdruck gegen die Enden der Teilelektroden Ei bis E9 bzw. Ei bis
Es'- gedrückt werden. Bei Verwendung derartiger Kontaktstücke können aber Kontaktschwierigkeiten
auftreten. Außerdem ist die Anbringung solcher Kontaktstücke, wenn sie im Betrieb
zuverlässig arbeiten sollen und die anderen mechanischen Vorrichtungen des Aufbaues,
z. B. der Druckpresse, nicht stören sollen, nicht einfach.
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Gemäß der Erfindung werden die Teilstücke der Feldelektroden über
Abgriffe besonderer Hoch- j frequenzversorgungsleitungen gespeist. Ein Ausführungsbeispiel
hierfür zeigt die Fig. 2. .
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Die von dem Generator G abgeleitete Hochfrequenzspannung wird an die
Hochfrequenzversorgungsleitungen L1 und L2 angelegt. Die Leitungen L1 und L2 sind
an ihrem dem Generatoranschluß abgekehrten Ende durch die Drossel Dr abgeschlossen.
Die Spannungszuführung zu den Feldelektrodenteilstücken Ei bis E9 bzw. El' bis E9'
erfolgt überAnschlußleitungen a1 bis a9 bzw. bi bis b9. Jede der Anschlußleitungen
a bzw. b ist mit ihrem einen Ende fest mit der entsprechenden Teilelektrode E und
mit ihrem anderen Ende über einen Abgriff, z. B. eine Schelle, mit der zugehörigen
Hochfrequenzversorgungsleitung L verbunden. Dabei sind sämtliche Anschlußleitungen
a mit der Leitung L1 und die Anschlußleitungen b mit der Leitung L2 verbunden. Die
Anschlußleitungen a-, bzw. bi, a2 bzw. b2 usw. zwischen den Hochfrequenzversorgungsleitungen
L1 b.zw. L2 und den Teilelektroden E können flexibel ausgebildet sein, so daß hierdurch
die Möglichkeit gegeben ist, ohne Zuhilfenahme von Kontakten eine feste Stromzuführung
zwischen den. Teilelektroden und den Hochfrequenzversorgungsleitungen zu verlegen.
Man wird hierzu zweckmäßig gewöhnliche Leitungsdrähte mit z. B. rundem Querschnitt
oder Litze verwenden. Die Anschlußleitungen a,, b kann man seitlich oder über oder
unter oder die eine Leitung unter und die andere Leitung über dem Elektrodenpaar
anordnen. Hierbei ist zu beachten, daß das Zuleitungssystem einen höheren @Vellenwiderstand
hat als das Elektrodensystem. Ferner bedeutet die Anschaltung der Teilelektroden
E an. das Zuleitungssystem eine künstliche Erhöhung der Leitungskapazität. Dies
führt zu einer Verkürzung der Phasengeschwindigkeit, also zu einer Verkürzung der
Entfernung zwischen Spannungsbauch und Spannungsknoten.
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Die Auswirkung dieser Verhältnisse zeigt die Fig. 3. Während bei dem
Systemaufbau nach Fig. i ein Spannungsverlauf längs der Elektroden etwa nach Maßgabe
der Kurve I der Fig. 3 vorhanden ist, ist bei dem Aufbau nach Fig. 2 ein Spannungsverlauf
gemäß. Kurve II der Fig. 3 zu erwarten. Hierbei ist angenommen, daß die Drosseln
D'r, die sowohl bei dem Elektrodensystem- nach Fig. i als auch dem Elektrodensystem
nach Fig.2 den Abschluß bilden, je so dimensioniert sind, daß der Spannungsbauch
in der Mitte der Elektrodenanordnung liegt. (Infolge der verschiedenen Wellenwiderstände
der beiden Elektrodensysteme nach Fig. i und 2 müssen die Drosseln Dr verschieden
groß sein.) Ferner ist angenommen, daß das Spannungsniveau so gehalten ist, daß
die Spannungen U" am Anfang und U, am Ende der beiden miteinander verglichenen Elektrodensysteme
nach Fig. i und 2 gleich groß sind. Die Fig.3 zeigt, daß bei dem Elektrodensystem
gemäß Fig. 2 das Verhältnis zwischen der Spannung in der Mitte zu den Spannungen
an den Enden (Kurve II der Fig. 3) viel größer, d. h. ungünstiger, ist als bei dem
Elektrodensystem gemäß Fig. i (Kurve I de: Fig. 3).
Den Kurvenbildern
der Fi,g.3 liegt aber noch eine dritte Annahme zugrunde: Die Feldelektroden sind
in sehr viele, d. h. kurze Teilelektroden E unterteilt, so daß der Spannungsverlauf
praktisch sinusförmig ist. Bei gröbererUnterteilung der Feldelektroden in eine geringere
Anzahl von längeren Teilelektroden E entsteht aber kein kontinuierlicher Spannungsverlauf,
vielmehr zeigt der Spannungsverlauf an der Feldelektrode von Teilelektrode zu Teilelektrode
Sprünge, die jedoch im allgemeinen unwesentlich sein werden. Bei Verwendung von
längeren Teilelektroden wird jedoch im allgemeinen das Verhältnis zwischen der Spannung
in der Mitte zu der Spannung an den Enden zu groß sein. In diesen Fällen kann man
den. Spannungsverlauf längs derFeldelektroden dadurch vergleichmäßigen, daß man
zwischen. die Hochfrequenzverso-rgungsleitungen L1 und L2 Ouerinduktivitäten bzw.
in Serie zu den Hochfrequenzversorgungsleitun,gen L1 und L2 Längskapazitäten schaltet.
Bei der Bemessung dieser Querinduktivitäten und Längskapazitäten ist jedoch zu berücksichtigen,
daß nicht nur die Konstanten des Zuleitungssystems, sondern die Konstanten des Gesamtsystems,
bestehend aus dem Zuleitungssytem L1, L2, a, b und den Teilelektroden, zu
beeinflussen sind. Die Fig.4 zeigt eine Anordnung mit Querinduktivitäten, J1 bis
J" die Fig.5 dagegen eine Anordnung mit Längskapazitäten Cl bis C8 bzw. Cl' b-is
C,'. Die Dimensionierung der Querinduktivitäten J1 bis J9 bzw. der Längskapazitäten
Cl bis C., Cl' bis C8 läßt sich so wählen, daß die Spannung längs der Feldelektroden
praktisch konstant bleibt oder nur teilweise kompensiert oder sogar überkompensiert
wird.