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Trockenvorrichtung, insbesondere für Schuhböden Die Erfindung bezweckt
die Verwendung eines elektrostatischen Hochfrequenzfeldes zumTrocknen von Werkstücken,
beispielsweise der Böden von Schuhen.
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Belliianntlich werden zum Ausführen verschiedener Arbeiten an Schuhsohlen,
beispielsweise zum Rissen oder Nähen der Schuhsohlen, .diese durch Wasser oder Dampf
erweicht, wobei es jedoch erforderlich ist, daß die Schuhsohlen für die sich daran
anschließenden Arbeiten (Finish) vollkommen trocken sind. Obwohl ein schnelles Trocknen
der ,Schuhsohlen natürlich zeit- und geldersparend ist, kann jedoch das Trocknen
nicht sehr beschleunigt werden, da dadurch das Leder Not leidet und @blechig wird.
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Bei der Verwendung eines Hochfrequenzfeldes zum Trocknen von Schuhsohlen
hat man aber festgestellt; daß die Trockenwirkung im Innern der Sohlen beginnt und
nach außen hin fortschreitet, so ,dlaß in idiesem Fall, trotz erheblicher Beschleunigung
des Trockenvorganges, das Leder der Schuhsohle nicht Not leidet und im Gegenteil
sein Aussehen und seine Qualität verbessert wird.
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Es ist dabei allerdings erforderlich, daß das Austrocknen der Schuhsohle
gleichmäßig erfolgt, und folglich ist das Einsetzen des Schuhes mit der Schuhsohle
zwischen zwei plattenförmige Elektroden wegen ,der .unregelmäßigen Oberfläche (Bodenverlauf)
des Schuhes nicht sehr zweckdienlich.
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Gemäß .der Erfindung ist somit mindestens die eine der beiden Elektroden
so ausgebildet, daß sie verschiedene Formen in Anpassung an die Form des Schuhbodens
annehmen kann. Insbesondere
ist diese Elektrode biegsam und stellt
sich. selbsttätig, dem jeweiligen Bodenverlauf des Schuhes entsprechend, ein, wobei
durch von der Elektrode getragene Isolatoren die Elektrode in einem gleichmäßigen
Abstand von der Sohlenoberfläche engestellt wird und, -somit ein Berühren der Sohle
durch die Elektrode verhindert wird. Die andere Elelktrode ist an .dem Schuhträger
befestigt, der selbst aus einem nicht leitenden Stoff besteht. Beispielsweise hat
die Vorrichtung eine Mehrzahl von einzelnen Schuhträgervorrichtungen, in der Form
von Wagen, die durch eine Förderkette od. dgl. im Kreislauf umbewegt werden, während
die Sohlen der eingesetzten Schuhe in dem Hochfrequenz.feld ausgetrocknet werden.
Jeder Wagen hat einen die biegsame Elektrode tragenden Arm, der beim Einlaufen,des
lbetreffenden Wagens in die Schuhempfangslage selbsttätig hochgeschwungen wird,
wobei gleichzeitig oder unmittelbar vorher der Strom ausgeschaltet wird. Somit kann
das Herausnehmen des getrockneten Schuhes und das Einsetzen eines nassen Schuhes
ohne Schwierigkeiten und ohne Gefahr leicht vonstatten gehen.
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Wird die Erfindung in einer mit mehreren, durch ein Förderband umbewegten
Werk stückträgern arbeitenden Vorrichtung angewendet, so ergibt sich, .daß durch
.das Einsetzen von nassen Schuhen nacheinander .und das allmähliche Austrocknen
der einzelnen. Schuhe die Gesamtkapazität der in dem elektrischen Feld befindlichen
Werkstücke gewissen Schwankungen unterworfen ist. Dazu kommt noch, daß in Anbetracht
der verschiedenen Größen der Schuhe und der verschiedenen Absorptionsfähigkeiten
der einzelnen Ledersohlen der Feuchtigkeitsgehalt der zu trocknenden Werkstücke
nicht immer der gleiche ist, so daß. in diesemi Fall bei .der Verwendung eines einzelnen
Hochfrequenzoszillators der von dem Oszllator erzeugte Hochfrequenzstrom. schwanken
würde und somit die Trockenzeit der einzelnen ,Schuhe verschieden lang sein. würde,
was natürlich bei der dargestellten Vorrichtung höchst unerwünscht ist. Um somit
die Trockendauer sämtlicher Werkstücke einheitlich zu machen, beispielsweise so,
daß jedes Schuhpaar 30 Minuten zum vollkommenen Austrocknen der Laufsohlen
beansprucht, wird durch: einen zwischen dem Osziilator und seine Wechselstromquelle
eingeschalteten, selbsttätig wirkenden Regler der Ausgangsstromkreis .des Oszillators
in Anpassung an die jeweilige- Belastung entsprechend geregelt.
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In den Zeichnungen ist Fig. i eine Ansicht einer Ausführungsform der
-Erfindung; Fig.2 ist eine weitere Ansicht dieser Ausführungsform; Fig. 3 ist eine
Seitenansicht eines. das Werkstück tragenden. Wagens, und Fig.4 ist ein Schaltschema
zum selbsttätigen Regeln des Hochfrequenzstromes.
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Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist eine Maschine zum Trocknen von Schuhböden, in der eine Anzahl von Wagtn io,
für- je ein Schuhpaar, durch eine Fördervorrichtung im Kreislauf bewegt werden.
Jeder Wagen io hat vier Leitrollen 12 (Fig. 2 und 3), die auf parallelen Stangen
14 (Fig. i) laufen. .Die Stangen 14 sind an dem, feststehenden Gestellteil 16 .der
Vorrichtung befestigt. Die Wagen io werden durch eine Kette 18 gefördert, die von
Kettenrädern 2o getragen und angetrieben wird und die durch Bolzen 22 (Fig. 3) mit
jedem Wagen io in Verbindung steht. Die Wagen nehmen jeweils eine waagerechte Lage
ein, selbst wenn sie sich an .den Biegungssfiellen der Stangen 14 aufwärts bzw.
abwärts ibewegen, und dies wird durch Ritzel 24 erreicht, die mit einem auf einer
Platte 28 des Wagens befestigten Zahnrad 26 zusammenwirken. Da jeder Wagen selbst
ein Nichtleiter für Elektrizität sein soll, besteht dieser sowie die eine Fortsetzung
der Stangen 14 bildenden Führungen 30, 32 und 34 großenteils aus einem nicht .leken.den
Stoff, beispielsweise ein Kunstharz, wie Bakelit.
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Jeder Wagen io hat eine hochkant stehende Platte 4o und eine waagerechte
Platte 42, wobei die Platten durch Streben 44 miteinander verbunden sind. Die Platten
40 und 42 sowie die Streben 44 bestehen aus Kunstharz, z. B. Bakelit. Die Rollen
12 sitzen auf Bolzen, die die Platte 4o- mit der Platte 28 verbinden, wobei
die Platten 4o, 28 durch eine auf .dem. Bolzen 22 sitzende Muffe 46 (Fig. 3) in
einem gewissen Abstand voneinander gehalten werden.
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Jeder Wagen io hat drei in gewissen Albständen voneinander stehende
Schuhträger, und zwar zwei äußere, 5o, und einen mittleren, 52, zwischen denen ein
.Schuhpaar eingesetzt wird. Diese Träger bestehen ebenfalls aus Kunstharz, und auf
ihren Unterflächen: sind Elektroden 54 (FinG. 3) befestigt. Die Elektrode besteht
vorzugsweise aus einer Metallfolie, die auf der Unterseite jedes Trägers 5o bzw.
52 aufgeklebt ist. Die drei Träger 5o und 52 sind auf der Platte q2, .durch Bolzen.
56 und 58 (Fig. 3) befestigt, wobei die Bolzen 58 gleichzeitig einen Metallstreifen
6o (Fig. 3) festklemmen, der die Elektroden 54 .der drei Träger So und 52 miteinander
verbindet. Die Elektroden 54 stehen in Leistungsverbindung mit einer Hochfrequenzwechselstromquelle.
Die Verbindung wird ,durch einen. Arm 64 -(Fig. 3) hergestellt, der auf der Unterseite
des mittleren Trägers 52. audgeschraubt ist und eine Rolle 66 trägt, die auf einer
Stromschiene 68 läuft. Die Stromschiene 68 hat ebenfalls die Aufgabe, .den Wagen
io auf der Vorderseite abzustützen. Für den oberen Lauf und für den unteren Lauf
des Förderbandes sind trennte .Stromschienen 68 vorgesehen, die von Isolatoren 70getragen
werden. Die beiden Stromschienen sind, mit der einen Seite eines Hochfrequenzoszillators
verbunden. Jede Stromschiene endet in einem Block 72 (Fig. i) mit einem abgeschrägten
Vorderende, ,durch das die Rollen 66 leichter auf die Schiene auflaufen bzw. von
.dieser ablaufen können. Eine aus zwei Parallelarmen bestehende Schwinge
76 ist aulf einer in jedemWagen befestigten Welle 78 (Fig. 3) drehbar gelagert
und wird durch Muffen eingestellt. Jeder Arm der
Schwinge hat an
seinem Vorderende einen nach unten zeigenden Finger 86, an dem eine Kette go gelen'ki-g
befestigt ist, die die andere Elektrode bildet. Das innere Ende jeder Kette ist
mit der anderen Seite der Hochfrequenzstromquelle verbunden. Ein zu tiefes Durchhängen
der Kette go wird durch eine Feder 94 (Fig. 3) verhindert, die bestrebt ist, den
Finger 86 nach außen oder im Zeigersinn (Fig. 3) zu. schwingen und, .dabei die Kette
90 etwas straffer zu halten. Wie ersichtlich, kann sich die Kette dem Verlauf
des Schuhbodens B des eingesetzten Schuhes gut anpassen. Da eine Berührung der Kettenelektrode
9o mit der Sohle, infolge der dadurch. entstehenden Funkenbildung und Beschädigung
der Sohle, unerwünscht ist, trägt die Kette 9o eine Reihe von Isolatoren ioo, die
auf der Kette durch Vorsteckstifte io2 festgehalten werden. Die Isolatoren sitzen
auf dem. Schuhboden auf und stellen somit die Elektrodenkette go in einem gewissen
Abstand von dem Schuhboden ein. Die Vorspannung der Feder 9,4 ist vorzugsweise so,
daß die Kette go nicht vollkommen straff angezogen wird, da in diesem, Fall das
Anschmiegen der Kette go an den Schuhboden schwierig sein würde.
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Das rechte Ende der Kettenelektrode go ist auf einem Bolzen 92 durch
eine Schraube io4 befestigt, die ebenfalls das eine Ende des Leitungsdrahtes io6
festklemmt. Das andere Ende .des Drahtes ist mit einem Schraubenbolzen i o8 verbunden,
auf. dem eine Rolle iio drehbar ist. Der Bolzen io8 und die Rolle iio werden von
einem auf der Welle 78 schwingbar gelagerten Arm ii2 aus Ku'nst'harz. od. dgl. getragen,
und die Rolle i io wird gegen eine Stromschiene 114 durch eine Feder 116 gehalten,
die an -dem Arm i i2 angreift. Die Stromschiene 114, die mit dem Hochfrequen.zoszillator
verbunden ist, wird von Isolatoren 118 getragen, die au:f der Führung 30 aufgeschraubt
sind. Eine ähnliche Stromischiene 11q.' ist auf der mittleren Führung 34 (Fig. i)
befestigt. Die Stromschienen enden je in einem Block izo, dessen Vorderseite abgeschrägt
ist, so daß .die Rollen iio leicht auf die Schienen auflaufen .und von diesen ablaufen
können.
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Damit das Einsetzen und Herausnehmen der Schuhe aus den einzelnen
Wagen io .leichter vonstatten geht, werden die Schwingen 76 bei, Erreichung der
Stelle-, an der das bearbeitete Schuhpaar 'herausgenommen und ein neues Schuhpaar
eingesetzt wird, selbsttätig durch einen Noken i2'2 (Fig. i) hochgeschwungen. Dieser
Nocken greift an dem Unterende eines Hebels 124 an, der auf der Welle 78 drehbar
gelagert ist und mit der Schwinge durch. einen Bolzen. 176 verbunden ist. Das obere
Ende des Hebels 124 trägt einen Anschlag 128, der in der Tieflage ,der Schwinge
76 auf einer Stellschraube i3o ausfliegt, die durch die Platte 42 geschraubt ist
und in eingestellter Lage durch eine Mutter festgehalten wird. Durch die Verstellung
der Schraube 130 sowie des Schraubenbolzens 92 kann. jeder Wagen io zum Bearbeiten
von Schuhen verschiedener Größen und Formen eingestellt werden. Die Elektrodenkette
go ist ausgeschaltet, wenn die Schwinge 76 zum Herausnehmen des bearbeiteten ,Schuhpaares
und zum. Einsetzen eines neuen Schuhpaares hochgeschwungen ist.
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Zur Verhütung der Bildung eines Lichtbogens zwischen den Rollen 166
und iio des Wagens io werden die Stromschienen 68 und 114 vorüibergchend ausgeschaltet,
wenn .die Rollen 166 und iio im Begriff si,n.d, auf die Stromschienen aufzulaufen
bzw. diese zu verlassen. Zu ;diesem, Zweck ist ein Stromunterbrecher in der Form.
eines Quecksilberschalters iqo in den Eingangsstromkreis des Oszillators eingeschaltet.
Die bekannte Quecksilberröhre 142 des Schalters ist auf einem Träger 1q:4 befestigt,
der um, einen von dem, festen Gestellteil getragenen Bolzen 14,6 (Fig. 2 und 3)
kippbar ist. Die- Röhre i42 ist durch Leitungen i5o in den Eingangsstromkreis eingeschaltet.
Beim Kippen des Trägers 1:I4 gegen die Wirkung einer Feder 148 läuft das Quecksilber
nach dem einen Ende ,der Röhre, und der Stromkreis ist unterbrochen. Das Kuppen,
des Trägers 144 erfolgt,durch das Anschlagen des einen Kettenrades 26 gegen einen
Ansatz, 152 an dem Träger 144 (s. Fig. 2).
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Der Hochfrequenzoszillator i6o (Fig. 4) steht durch Leitungen 162
mit einer Wechselstromquelle gewöhnlicher Frequenz in Verbindung und speilst die
Stromschienen 68 und 114 mit einem Hoc:hfrequenzstrom.. Der OsziNator 16o irst beispielsweise
ein Selbsterreger und hat die bekannten Vatkuumrähren, die .durch Leitungen 164
mit gewähnlichem Wechselstrom gespeist werden.
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Zum selbsttätigen Steuern der Oszillatortätigkeit in Anpassung an
.die jeweilige Kapazität der zwischen den Elektroden befindlichen Werkstücke ist
ein Amperemesser 166 in den Stromkreis zwischen dem Oszillator 16o und der einen
Strornsch:iene: 114 eingeschaltet und gibt somit bei schwankender Stromstärke einen
Ausschlag. Der Amperemesser 166 trägt einen Spiegel 168, der sich mit dem Zeiger
bewegt, wobei die Richtung eines von dem Spiegel reflektierten Lichtstrahles geändert
wird, der von einer Lampe i7o durch eine Linse 172 auf den Spiegel aufgeworfen wird.
Der reflektierte Lichtstrahl fällt durch einen V-förmigen Schlitz 174 einer Platte
176 auf die Kathodenplatte 178 einer photoelektrischen Röhre i8o, die die gewöhnliche
Anode 179 hat. Der Schlitz 174 ist an seinem Oberende breiter, und bei verringerter
Stromstärke wird der Spiegel im Gegenzeigersi.nn bewegt, so daß der Lichtstrahl
nun durch den oberen Teil .des Schlitzes 174 .geworfen wird und somit mehr Licht
auf die Kathode 178 der Röhre i8o auffällt. In den Stromkreis der photoelektrischen
Röhre i So isst eine Verstärkerröhre i82 eingeschaltet. Der Strom für die photoelektrische
Röhre iSo und die Verstärkerröhre 182 wird von der Sekundärwicklung 184 eines Transformators
erzeugt. Das eine Ende dieser Wicklung 184 ist mit der Gleichstroanwi,cklung igo
einer sättigungsfähigen Sel'bistinduktions,spule 192 und von ,dort mit den Anoden
der Röhren i8,o und 182 verbunden. Das andere Ende -der Wicklung 18:4 ist mit clean
in den Fadenstromkreis der Verstärkerrähre 182 eingeschalteten
Transformator
194 unid, mit einem Ende eines Potentiometers 196 verbunden. Das andere Ende des
Potentiometers 196 ist mit einer Abzweigleitung der Wicklung 184 des Transformators
verbunden. Die Schaltung des Potentiometers bestimmt ,die Spannung des Anodenstromkreises
ider photoelektrischen Röhre i8o, Wegen der gleichrichtenden Wirkung der Röhre wird
somit, wie ersichtlich, einpulsierender Gleichstrom durch die Wicklung igo !der
Selbstinduktionsspule z92 ,geschickt.
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Die Wechselstro:mwicklung Zoo der Selbstinduktionsspule 192 wird von
der Sekundärwicklung 2o2 eines anderen Transformators gespeist. Ein. Kondensator
2o4 und ein induktionsfreier Widerstand 2o6 sind mit der Wicklung 20o der Selbstinduktionsspule
192 in Reihen geschaltet, und, die Primärwicklung eines Gittertransformators 2io
ist -sowohl mit der Mitteder Sekundärwicklung 2o2 als auch mit einer Stelle zwischen
dem Kondensator 2o4 .und dem Widerstand 2o6 in dem Stromkreis der Wicklung 2.oo
verbunden. Wie ersichtlich, reagiert idie Selbstinduktionsspule 192 in bekannter
Weise selbst auf geringe Schwankungen des durch die Wicklung i9.o fließenden Gleichstromes,
wobei erheblich größere Schwankungen in dem. Stromkrels des Gittertransformators
Zio entstehen. Die Sekundärwicklung des Gittertransformators 2io ist reit den Gittern
von zwei Vakuumröhren zig verbunden, deren Fäden von der Sekundärwicklung 214 eines
Transformators mit Strom gespeist werden. Diese Röhren haben die Aufgabe, mehr oder
weniger Strom von der Sekundärwicklung 22,o des Transformators an den Eingangsstroml#:reis
222 des OszIllators 16o abzuliefern. Zu diesem Zweck sind die Enden der Sekundärwicklung
22o mit :den Platten der Röhren 2i2 verbunden, und der Eingangsstromkreis 222 wird
insofern gespeist, als er mit der Mitte 224 der Sekundärwicklung 22o einerseits
und einer Stelle 226 der die Fäden der Röhren 212 verbindenden Leitung andererseits
verbunden ist. Der Schalter 14o ist mit dem Eingangsstromkreis des Oszillators 16o
in Reihen geschaltet.
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Natürlich ist das ,dargestellte Schaltschema nicht das einzig mögliche
zum Erreichen des gewollten Zwecks, und verschiedene andere -Schaltmöglichkeiten
sind denkbar. Wenn z. B. die Belastung des Oszi@llato:rs nur gering ist, können
sowohl die Röhren 2i2 als auch die Transformatoren wegfallen, und .die Wechselstromwicklungen
Zoo ider Selbstinduktionsspule 192 können mit dem, Eingangsstromkreis direkt verbunden
werden, beispielsweise durch Kurzschließung der Punkte a, a undder Punkte
b, b.
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Wenn die elektrische Kapazität in dem. Ausgangsstrom'kreiG des Osznillators
i6o zum größten Teil durch: die elektrische Kapazität des zwischen den Elektroden
befindlichen Werkstücks -gebildet wird, so wird die Frequenz des von dem, Oszil.lator
ausgehenden ,Stromes dauernder Änderung unterworfen, und zwar infolge der Änderung
der elektrischen. Kapazität jedes Werkstücks während dessen Trocknung: Folglich
wird vorzugsweise, insbesondere bei Verwendung eines selbsterregenden Oszillators,
ein Stabilisierkondensator 23o in den Ausgangsstromkreie des Oszillators 16o eingeschaltet.
Der Kondensator hat eine so hohe Kapazität, daß die Kapazität der Werkstücke nur
einen kleinen Teil der Gesamtkapazität des Ausgangs,stromkreises des Oszillato.rs
darstellt. Folglich wird bel Kapazitätsänderungen des Werkstücks die Gleichmäßigkeit
der Oszillatorleistung nicht gestört. Der Kondensator 23o bestecht aus zwei Platten,
von denen die eine um einen Trägercbolzen 232 bezüglich der anderen Platte beweglich
ist.
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Nachdem die Werkstücke zwischen den Elektroden eingesetzt sind, wird
dfie Vorrichtung eingeschaltet, wobei sofort die Tendenz auftritt, die Spannung
.des Ausgangsstromkreises Ü es Oszillators zu erniedrigen. Dadurch würde ebenfalls
die Stromstärke ,des Ausgangsstromkreises gesenkt werden und somit die Dauer der
Trockenzeit des einzelnen Werkstücks verlängert werden. Jedoch wird durch das Regulieren
des Eingangsstromes die Länge des Trockenvorganges konstant gehalten, ungeachtet
der Schwankungen der Werkstückskapazität. Der Amperemesser 166 wirft je nach der
Änderung der Stromstärke des Ausgangsstromkreises mehr oder weniger Licht aui die
photoelektrische Röhre i8o, und! zwar wird beim; Einsetzen eines neuen, nassen Werkstücks
mehr Licht auf die Röhre i8o geworfen. Die elektrische Reaktion der photoelektrischen
Röhre 18o verursacht bei einer Änderung der auf sie auftreffenden Lichtstärke, unter
Mithilfe der Verstärkerröhre 182, einen genau kontrollierten, pulsierenden Gleichstromfluß
.durch die Wicklung igo der - Selbstinduktionsspule 192.
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Wenn (kein Gleichstrom durch die Wicklung igo fließt, besteht durch
den verhältnismäßig großen Eisenkern eine hohe Impedanz gegen ,den Wechselstrom
in den Wicklungen Z-oo, so daß nur ein geringer Wechselstromfluß stattfindet. Beim
Gleichstromfluß durch die Wicklungen igo tritt das Bestreben auf, -die magnetische.
Sättigung des Eisenkerns herbeizuführen, wobei die Impedanz geben ,den Wechselstromfluß
durch die Wicklungen Zoo vermindert wird. Da die durch -die Impedanz verursachte
Stromverminderung umgekehrt proportional ,zur Sättigung des Eisens ist, kann mehr
Wechse4sfirom. durch die Wicklungen Zoo fließen. Der erforderliche Gleichstromfluß
ist nur ein Bruchteil eines Prozentes des Wechselstromflusses, und somit wird. (die
nötige Gleichstromstärke leicht von der photoelektrischen Röhre i8o, verstärckt
,durch die Röhre 182, erreicht. Auf Grund des bekannten Prinzips der Phasenverschiebung
firnt bei. Stromstärkeschwankungen des Stromkreises, in den die Wicklung Zoo, der
Kondensator 2.o4, der Widerstand 2o6; die Primärwicklung des Gittertransformators
zio und. idie Sekundärwicklung 2,02 des Transformators eingeschaltet sind, eine
Phasenverschiebung des Gitterstromkreises bezüglich .des Plattenstromkreises in
den Röhren 212 ein. Wenn die Phase des Gitterstromes in denRöhren 2 i2 die Elektronenmission
dieser
Röhren unterstützt bzw. zu verhindern sucht, wirken die Röhren als ein Rheostat,
und folglich wird dementsprechend der Eingangsstrom des Oszillators 16o geregelt.
Somit wird ein hochgespannterer Strom in die Stromschienen 68 und 114 eingeleitet,
wenn die Werkstücke ziemlich naß sind, und eine Spannungsverminderung tritt ein,
wenn beim fortschreitenden Trockenvorgang die Werkstücke allmählich austrocknen.
Da die Stromstärkeschwankungen des die Wicklungen Zoo der Selbstinduktionsspule
durchfließenden Wechselstromes nicht einer geraden Linie folgen, sind die Seiten
des Schlitzes 174 in der Platte 176 nicht gerade, sondern in Anpassung an die Wirkungsweise
der Selbstinduktionsspule 192, kurvenförmig.