DE959311C

DE959311C - Anordnung zum Verleimen von Koerpern groesserer Laengenausdehnung mittels dielektrischer Erwaermung

Info

Publication number: DE959311C
Application number: DEP1224A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Leo Pungs
Original assignee: LEO PUNGS DR ING
Current assignee: LEO PUNGS DR ING
Priority date: 1950-04-09
Filing date: 1950-04-09
Publication date: 1957-03-07

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum Verleimen von Körpern größerer Längenausdehnung mittels dielektrischer Erwärmung, bei der die Feldirichtung in der Längsachse der Körper verläuft. Insbesondere hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, profilierte Hölzer mittels dielektrischer Erwärmung ztu verleimen.

Es ist nun eine Anordnung zum Trocknen von Gegenständen (USA.-Patentschrift 2397615) bekannt, bei der zwei seitlich am Gegenstand angebrachte und. von einem Generator gespeiste Elektroden sowie eine dazwischenliegende, ebenfalls seitlich am Gegenstand angebrachte geerdete Elektrode zur Anwendung kommen. Die Mittelelektrode hat dabei den Zweck, die gesamte Kapazität des Systems zu reduzieren und zu erlauben, den beiden mit dem Generator verbundenen Elektroden eine höhere Spannung zuzuführen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß nur Körper relativ geringer Länge bzw. nur schmale Zonen eines Körpers behandelt werden können. Außerdem sind die Teilspannungen bei dieser Anordnung durch die jeweiligen zufälligen Werte der Kapazitäten der beiden Elektroden gegen Erde gegeben, so daß ein genaues Arbeiten nicht möglich ist.

Auch ist eine Anordnung zur dielektrischen Erwärmung von Materialschichten unter gleichzeitiger Druckanwendung (USA.-Patentschrift 2 307 344) bekannt. In den Arbeitsraum zwischen den beiden Druckplatten einer Presse wird das aufeinandergeschichtete, mit einem Klebemittel versehene Arbeitsgiuit eingelegt, nachdem mehrere Elektroden in das gestapelte Arbeitsgut eingebracht sind. Diese sind mit einem Generator so> verbunden, daß

zwischen ihnen und den ebenfalls mit dem Generator verbundenen Druckplatten der Presse elektrostatische Felder entstehen, die das Arbeitsgut quer zu seiner Längsausdehnung druirchsetzen. Dabei wird die an eine Schicht angelegte Spannung proportional zur Dicke der Schicht gewählt. Die Wahl der Feldrichtung senkrecht zur Längsachse der Leimfuge bringt aber einen unrentablen Verbrauch von Energie mit sich, da außer der Leimfuge auch

ίο das Holz des Arbeitsgutes weitgehend miterwärmt wind.

Man hat deshalb bei bekannten Anordnungen die Elektroden an der Stirnfläche vorgesehen, so- daß das Feld längs der Fuge verläuft. Auf diese Weise

t5 wird eine selektive Erwärmung der Fuge und eine wesentliche Ersparnis an Energie gegenüber dem Feld senkrecht zur Achse erzielt. Bei größerer Längenausdehnung des zu verleimenden Gutes tritt aber ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens auf.

ao Es entsteht nämlich eine ungleichmäßige Erwärmung längs der Achse, die durch einen unhotnogenen Verschiebungsfluß entsteht. Diese Ungleichmäßigkeiten werden von den auftretenden Streuerscheinungen verursacht, die schon bei Längen auftreten können, die noch klein gegenüber der Wellenlänge sind. Um nun eine möglichst gleichmäßige Feldverteilung längs der Achse zu! erzielen, ist es bekannt, die elektrische Energie symmetrisch den beiden Stirnseiten des zu erwärmenden Körpers zuzuführen. Bei größerer Längenausdehnung nimmt jedoch die Flußdichte mit wachsender Entfernung von der Elektrode in unvorteilhafter Weise ab.

Zur Beseitigung dieses Mangels ist eine Einrichtung zum Verkleben von Gegenständen aus Holz oder anderen Stoffen (schweizerische Patentschrift 222 315) bekannt, bei der zur dielektrischen Erwärmung in einem Hochfrequenzfeld, das in Richtung der Längsachse der Gegenstände verläuft, zwischen den Hauptelektroden Hilfselektroden angeordnet sind, die zur Konzentrierung des elektrischen Feldes dienen. Sie sind abwechselnd mit den Polen der Spannungsquelle verbunden, und es besteht zwischen benachbarten Elektroden immer die gleiche feste Spannung. Die Kapazitäten, die von den Elektroden gebildet wenden, sind parallel geschaltet und bilden eine am Generator liegende große Kapazität, besonders dann, wenn bei großer Länge des zu behandelnden Gegenstandes eine größere Anzahl Zwischenelektroden verwendet wird. Dies wirkt sich besonders nachteilig aus, wenn hohe Frequenzen angewendet wenden. Wegen der sehr kleinen Induktivitäten im Kreise ist dann nämlich die Ankopplung und Abstimmung ziemlich schwierig, so> daß der Nutzeffekt des Generators unter Umständen merklich beeinträchtigt wird. Da für die Abstimmung nur die kapazitive Kom-

- ponente maßgebend ist, läßt sich auch durch die gleichzeitige Herabsetzung des ohmschen Wider-Standes infolge der Parallelschaltung der Widerstände keine Verbesserung oder gar ein Ausgleich erzielen. Benutzt man zur Vermeidung dieser Abstimmungsschwierigkeiten nuir wenige Zwischenelektroden, so tritt eine Konzentration des Feldes auf, die deshalb nachteilig ist, weil sie zu einer ungleichmäßigen örtlichen Erwärmung führt.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird daher bei einer Anordnung zum Verleimen von Körpern größerer Längenausdehnung mittels dielektrischer Erwärmung, bei der die Feldrichtang in der Längsachse der Körper verläuft und zwischen den Hauptelektroden, die den Körpern und deren Leimfuge angepaßt sind, Hilfselektroden angeordnet sind, die eine Symmetrierung des Feldverlaufs bewirken, gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Hilfselektroden unter Anpassung an die Körperprofile bzw. die Leimfuge außerhalb der letzteren an den Körpern anzubringen und an solche von einem Spannungsteiler abgegriffene Zwischenpotentiale zu, legen, daß eine möglichst gleichmäßige Fel'diverteilung in der Längsachse der Körper bzw. ihrer Leimfuge erzielt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfassen die Hilfselektroden den zu erwärmenden Körper ringförmig.

Der Hauptvorteil dieser Anordnung liegt darin, daß der Gegenstand in seiner ganzen Länge von einem gleichmäßigen Feld durchsetzt wird und dadurch eine gleichmäßige Erwärmung stattfindet. Duirch den Spannungsteiler werden die Teilspannungen erzwungen. Sie sind unabhängig von den zufälligen Werten der Teilkapazitäten, was ebenfalls einen großen Vorteil gegenüber dem Bekannten darstellt. Des weiteren lassen sich beim Erfmdungsgegenstand in einfacher Weise duirch Änderung der Anzapfungen oder durch Einstellung der Kapazitäten des Spannungsteilers die Potentialunterschiede zwischen den Elektroden in weiten Grenzen ändern. Dadurch ergibt sich als weiterer Vorteil die Möglichkeit, örtliche Ungleichmäßigkeiten in der Erwärmung auszugleichen, die durch Nebenströme infolge von Erdkapazitäten oder besondere Formen des Körpers auftreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Die Abb. 1 zeigt beispielsweise eine Anordnung, bei der eine Verbesserung dadurch erreicht wird, daß im Punkte C eine Hilfselektrode ringförmig in der Mitte um den Körper gelegt und mit dem Nullpunkt E verbunden wird. Die Temperaturverteilung zwischen den Elektroden B₁ und B₂ für diesen Fall ist in Abb. 2 dargestellt.

Bei Körpern mit größerer Längenausdehnung werden, mehrere Elektroden angeordnet, die entweder ringförmig ausgeführt oder dem Profil des Körpers und der Leimfuge angepaßt sind. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Abb. 3 angegeben. Hier sind auf die Länge des Körpers drei ringförmige Hilfselektroden C₁, C₂ und C₃ vorgesehen. Der richtige Spannungsverlauf, der experimentell zu ermitteln ist, wird entweder durch Anzapfung an. der Abstimmungsspule, deren Enden mit den Elektroden B₁ und B₂ verbunden sind, oder durch einen Spannungsteiler mit Kondensator eingestellt. Ein, solcher kapazitiver Spannungsteiler ist in Abb. 3 dargestellt. Es wird also·, wie die Abb. 4

zeigt, eine praktisch gleichmäßige Erwärmung auch bei größerer Längenausdehnung erreicht.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zum Verleimen von Körpern größerer Längenausdehnung mittels dielektrischer Erwärmung, bei der die 'Feldrichtung in der Längsachse der Körper verläuft und zwischen den Hauptelektroden, die den Körpern und deren Leimfuge angepaßt sind, Hilfselektroden angeordnet sind, die eine Symmetrierung des Feldverlaufs bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode!! unter Anpassung an die Köcperprofile bzw. die Leimfuge außerhalb der letzteren an den Körpern angebracht und an solche von einem. Spannungsteiler abgegriffene Zwischenpotentiale gelegt sind, daß eine möglichst gleichmäßige Feldverteilung in der Längsachse der Körper bzw. ihrer Leimfuge erzielt wird.
2. Anordnung zum Verleimen von Körpern größerer Längenausdehnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden den zu erwärmenden. Körper ringförmig umfassen.

In Betracht gezogene Dnuekschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 714600; schweizerische Patentschrift Nr. 222 315; USA.-Patentschriften Nr. 2 397 615, 2 307 344;

»Elektrizitätsverwertung«, Febr./März, 1947, S.216;

Brown, Hoy ler und Bierwirth, »Theory and Application of Radio-Frequency Heating«, 1948, S. 27s und 276.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 609 832 2.57