DE946380C

DE946380C - Verfahren zum Erwaermen von Stoffen

Info

Publication number: DE946380C
Application number: DES5203D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Viktor Ulbrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-08-15
Filing date: 1942-08-15
Publication date: 1956-08-02

Description

Verfahren zum Erwärmen von Stoffen Es ist bekannt, daß bei einer Reihe von Verfahren zur Wärmebehandlung von Stoffen verhältnismäßig enge Temperaturgrenzen eingehalten werden müssen, weil nur innerhalb .dieser Grenzen das Verfahren günstig verläuft. Als Beispiel sei die Polymerisierung und das Aufhärten von Kunstharzen genannt. Es ist weiterhin bekannt, diese Verfahren mit Hilfe von hochfrequenten Wechselfeldern einzuleiten. Hierzu werden die Dielektrizitätsverluste der zu behandelnden Stoffe zu Hilfe genommen. Diese Verluste sind aber eine Funktion der Temperatur, und zwar steigen sie in vielen Fällen bei der erforderlichen Behandlungstemperatur auf das Vielfache ihres ursprünglichen Wertes an. Die Erwärmung im Hochfrequenzfeld wird dadurch labil. Diejenigen Stellen, welche aus irgendwelchen Gründen (Inhomogenität des Feldes, des Stoffes oder der Wärmeabfuhr) einen Temperaturvorsprung erhalten haben;, ziehen bei der weiteren Behandlung immer mehr Energie auf sich, weil die Verluste größer sind als an anderen Stellen. Als Folge davon können Verbrennungen an einzelnen Stellen der behandelten Stoffe eintretem Aus diesen Gründen ist die Hochfrequenzbehandlung im Kondensatorfeld zur gleichmäßigen und schnellen Erwärmung solcher Stoffe nicht ohne weiteres verwendbar, vor allen Dingen dann nicht, wenn diese Stoffe in größeren Dicken oder in verschiedenen Dicken behandelt werden müssen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung auch .ungleichmäßig verteilter Stoffe ermöglicht. Gemäß der Erfindung erfolgt die Erwärmung in einem hochfrequenten Magnetfeld und wird dem zu erwärmenden-Stoff eine magnetische Legierung in feinverteilter Form beigemengt, deren Curie-Punkt bei der gewünschten Behandlungstemperatur liegt. Der Stoff hat somit die Eigenschaft, daß seine Permeabilität 'in dem Augenblick-wesentlich vermindert wird, in dem der Stoff selbst und mit ihm derjenige Stoff,. dem er als Pulver beigemengt ist, eine vorbestimmte Temperaturgrenze erreicht haben. Dieses Stoffgemenge wird gemäß der Erfindung nicht im Kondeusatorfeld, sondern in einem Magnetfeld behandelt. Die Frequenz ist dabei im wesentlichen durch die Korngröße des magnetischen Stoffes und seine sonstigen Eigenschaften gegeben. Die Frequenz wird so gewählt, daß in den einzelnen Körncherf des magnetischen Stoffes möglichst große Wirbelstromverluste entstehen. Die Frequenz liegt dabei im allgemeinem, niedriger .als bei der Behandlung im Kondensatorfeld. Sie wird meist eine Größenordnung von etwa io5 bis ios Hz haben.
Die Erfindung .,hat den Vorteil, daß die Wärme dem zu behandelnden Stoff im gesamten Volumen gleichmäßig zugeführt wird. Es muß dabei angestrebt werden, daß das Pulver aus magnetischem Stoff möglichst gleichmäßig verteilt wird. Die Wärmezufuhr fällt auf einen Bruchteil, sobald die gewünschte Behandlungstemperatur - erreicht ist, weil bei dieser Temperatur die Permeabilität .des beigemengten magnetischen Stoffes wesentlich geringer wird. Es können daher keine Überhitzungen an einzelnen Stellen entstehen, vielmehr kann man sogar bei ungleichmäßigen. Stoffdicken in kurzer Zeit überall die gleiche Temperatur erreichen und diese Temperatur während einer beliebig langen Zeit im gesamten Körper homogen halten. -Die dein zu erwärmenden Stoff beigemengten Teilchen aus magnetischem Stoff haben zweckmäßig in der einen Dimension wesentlich größere Abmessungen als in den beiden anderen (Langstäbchen, Drähtchen). Außerdem werden zweckmäßig Mittel angewendet; um diese Teilchen so auszurichten, daß ihre Längsachse mit der Feldrichtung des Magnetfeldes zusammenfällt. Mit Hilfe eines - magnetischen Gleichfeldes, welches während oder vor der Behandlung auf den zu erwärmenden Körper einwirkt, läßt sich diese Längsausrichtung erreichen. Sobald die beabsichtigte Behandlungstemperatur, d. h. die Grenztemperatur, des beigemengten magnetischen Stoffes erreicht ist, wird automatisch auf Grund größerer Verluste die Energiezufuhr so dweit geringer, daß sie bei- entsprechender Bemessung gerade ausreicht, um diese Grenztemperatur aufrechtzuerhalten.
Die Behandlungsspule, welche das zur Erhitzung dienende hochfrequente Magnetfeld ,erzeugt, wird zweckmäßig so ausgebildet, daß der zu behandelnde Stoff während der Behandlung beliebigen Drücken ausgesetzt werden kann. Man kann.die Behandlungsspule aus 'dünnem Kupferband herstellen und sie so ausbilden, daß sie etwaigen Volumenänderungen des zu behandelnden Stoffes zumindest in einer Dimension folgen kann.

Claims

PATENTAN-SP-RÜCHE: i. Verfahren zum Erwärmen von Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung in einem hochfrequenten Magnetfeld erfolgt und dem zu erwärmenden Stoff eine magnetische Legierung in feinverteilter Form beigemengt wird, deren Curie-Punkt bei der,-gewünschten Behandlungstemperatur liegt; '
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsfrequenz in der Größenordnung oder höher als die Grenzfrequenz der magnetischen Teilchen ist-.
3. Verfahren nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die beigemengten Teilchen aus magnetischem Stoff in. der einen Dimension wesentlich größere Abmessungen haben als in den beiden anderen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, -dadurch gekennzeichnet, - daß die Teilchen aus magnetischem Stoff so ausgerichtet werden, daß ihre Längsachse mit der Feldrichtung des Magnetfeldes zusammenfällt. .
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Teilchen vor oder während der Behandlung durch ein magnetisches Gleichfeld erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch i bis-5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der beabsichtigten Behandlungstemperatur die Energiezufuhr verringert wird.
7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet; daß die Behandlungsspule aus dünnem Kupferband besteht und derart ausgebildet ist, daß sie etwa notwendig werdenden Volumenänderungen des zu behandelnden Stoffes zumindest in einer Dimension folgen kann.