DE821817C - Electrodes for high frequency dielectric heating and deformation of thermoplastic materials - Google Patents
Electrodes for high frequency dielectric heating and deformation of thermoplastic materialsInfo
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Description
Elektroden zur dielektrischen Hodifrequenzerwärmung und Verformung thermoplastischer Stoffe I)ie Erfindung befaßt sich mit einer besonders günstigell Anordnung zur Verformung thermol>lastischer Materialien.Electrodes for dielectric high frequency heating and deformation thermoplastic materials I) he invention is concerned with a particularly favorable Arrangement for the deformation of thermo-elastic materials.
Es sind bereits Verfahren bekannt, bei denen solche Alaterialiell vor der Verformung eine dielektrische Erwärmung erfahren und dadurch in einen knetharzen Zustand versetzt werden. Ein anderes ebenfalls I,ekanntes Verfahren vereinigt bereits den Vorgang des Erwärmens einerseits und den der Verformung andererseits zu einem Arbeitsgang. There are already methods known in which such Alaterialiell before the deformation experienced a dielectric heating and thereby in a kneading resin State. Another method, which is also known, already combines the process of heating on the one hand and that of deformation on the other hand to one Operation.
I)as geschieht dadurch. daß dem zu bearbeitenden Werkstoff von der einen Seite Wärme, z. B. Heißluft, zugeführt wird, während auf ihn von der anderen Seite durch einen aufblasbaren Gummisack ein die gewünschte Verformung bewirkender Druck ausgeübt wird.I) what happens through it. that the material to be processed by the one side heat, e.g. B. hot air, is supplied while on him from the other Side by means of an inflatable rubber bag a causing the desired deformation Pressure is applied.
Mit solchen Anordnungen gelingt es beispielsweise, Holzplatten gegen eine Form anzupressen und Verleimungs- oder Biegevorgänge zu bewirken. Auch wurden diese und ähnliche Anordnungen bisher zur Formung von Celluloidgegenständen verwendet, wobei ein meist vorgeformtes Werkstück unter Einwirkung von Heißluft in eine endgültige Form geblasen wird. With such arrangements it is possible, for example, to counteract wooden panels to press a shape and to effect gluing or bending processes. Also were these and similar arrangements have hitherto been used to form celluloid objects, whereby a mostly preformed workpiece is transformed into a final one under the action of hot air Mold is blown.
Diese Verfahren haben jedoch den großen Nachteil der Kompliziertheit. Sie sind nur in ziemlich l)egrenztem Rahmen anwendbar und umständlich, also unwirtschaftlich, ganz abgesehen von der teilweise technologisch ungünstigen Arbeitsweise. However, these methods have the great disadvantage of complexity. They can only be used to a fairly limited extent and are cumbersome, i.e. uneconomical, quite apart from the sometimes technologically unfavorable way of working.
Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine weseitlich günstigere Anordnung dadurch geschaffen, daß als Elektrode bzw. Elektroden eines der dielektrischen Wärmeerzeugung des Materials dienenden Hochfrequenzgenerators Druck ausübende, durch Gas (Luft) oder Flüssigkeitsdruck in der Form veränderbare, z. B. aufblasbare Gebilde (Sackelektroden) Verwendung finden. In contrast, according to the invention, a significantly more favorable arrangement is provided created in that one of the dielectric heat generation as an electrode or electrodes of the material used high-frequency generator exerting pressure, through gas (Air) or liquid pressure in the form changeable, z. B. inflatable structures (Sack electrodes) find use.
Diese jeweils mit einem Pol des Generators verbundene Sackelektrode muß dabei die Ausbildung des die dielektrische Erwärmung des Materials bewirkenden hochfrequenten Feldes derart verwirklichen, daß ihre an dem zu erwärmenden und zu bearbeitenden Material anliegende Oberfläche eine Äquipotentialfläche darstellt. Die Stromzuführungen zu den einzelnen wirksamen Punkten der Sackelektrode müssen also einen gleichen Wechselstromwiderstand aufweisen. This blind electrode is connected to one pole of the generator must thereby cause the formation of the dielectric heating of the material Realize high-frequency field in such a way that their to the to be heated and to surface adjacent to the material being processed represents an equipotential surface. The power supply to the individual effective points of the blind electrode must thus have the same alternating current resistance.
Demnach besteht keine Notwendigkeit, die Sackelektrode aus einem im Sinne der üblichen Definition der Leitfähigkeit gutleitenden Material (Metall) herzustellen. In den meisten Fällen empfiehlt es sich jedoch zur Vermeidung einer Eigenerwärmung der Sackelektrode, daß deren Wechselstromwiderstand gering gehalten wird, da es ja der entscheidende Vorteil der dielektrischen Erwärmung ist, daß man mit kalten Elektroden arbeiten kann. Accordingly, there is no need to make the blind electrode from one in the sense of the usual definition of conductivity highly conductive material (metal) to manufacture. In most cases, however, it is best to avoid one Self-heating of the blind electrode so that its alternating current resistance is kept low because it is the decisive advantage of dielectric heating that one can work with cold electrodes.
Nur auf diese Weise erhält man dauerhafte und saubere thermoplastische Verformungen, bei denen sich die Elektroden leicht vom Material lösen.This is the only way to obtain durable and clean thermoplastics Deformations in which the electrodes easily detach from the material.
Bei der Herstellung solcher Sackelektroden lassen sich nun verschiedeneWege beschreiten, deren Auswahl dem jeweiligen Anwendungszweck zu entsprechen hat. Various ways can now be found in the manufacture of such blind electrodes proceed, the selection of which has to correspond to the respective application purpose.
Beispielsweise kann man die Elektroden aus Gummi oder gummiähnlichen Materialien mit geringem Verlustwinkel bei Hochfrequenz herstellen, indem man durch Einbringung von Metall in Pulverform für eine Senkung des Wechselstromwiderstandes Sorge trägt. Ferner besteht die Möglichkeit, die Oberfläche einer solchen Elektrode mit schuppenartig sich überlappenden Folienstreifen oder -plättchen aus Metall zu versehen. Von diesen zusätzlichen Mitteln kann teilweise abgesehen werden, wenn das Elektrodenmaterial eine hohe natürliche Dielektrizitätskonstante, also eine hohe Hochfrequenzleitfähigkeit aufweist. For example, the electrodes can be made of rubber or rubber-like ones Manufacture materials with a low loss angle at high frequency by cutting through Introduction of metal in powder form to lower the AC resistance Cares. It is also possible to use the surface of such an electrode with flake-like overlapping foil strips or plates made of metal Mistake. Some of these additional funds can be waived if the electrode material has a high natural dielectric constant, i.e. a has high radio frequency conductivity.
Der Druck in der Sackelektrode kann dabei durch Gase oder Flüssigkeiten erzeugt werden. The pressure in the bag electrode can be caused by gases or liquids be generated.
Beschränkt man sich jedoch auf die Anwendung von Flüssigkeiten zur Druckerzeugung, so bietet sich zusätzlich noch die besonders günstige Möglichkeit, Flüssigkeiten mit guter Leitfähigkeit, z. B. However, if you limit yourself to the use of liquids for Pressure generation, there is also the particularly cheap option of Liquids with good conductivity, e.g. B.
Quecksilber, Glycerin, zu verwenden, so daß die eigentliche Elektrode und die Zuführung von der in dem Sack und dem dazugehörigen Schlauch eingeschlossene Flüssigkeit gebildet wird. Diese Bedingung kann man z. B. bei Flüssigkeitsfüllung der Sackelektrode dadurch erreichen, daß man eine Zuführungselektrode in sie hineinführt, die in ihrer Formgebung der. Form der Außenelektrode, an welche das warm zu verformende Material angepreßt werden soll, in verkleinertem Maßstab entspricht. Als Gegenelektrode zur Sackelektrode kann man eine feste Elektrode üblichen Aufbaues verwenden. Zur Einleitung des Erwärmung und Verformungsvorganges wird dann durch Aufblähung der Sackelektrode das zu verformendeMaterial, etwa eine Kunststoffolie, in elastischer Dehnung zum Anliegen an die andere feste Formelektrode gebracht, danach beide Elektroden mit dem Generator verbunden und der nicht kritische Wärmestoß auf das thermoplastische Material durch das ultrahochfrequente Wechselfeld ausgeübt.Mercury, glycerin, to use so that the actual electrode and the supply of the one encased in the sack and associated tube Liquid is formed. This condition can be used e.g. B. with liquid filling achieve the blind electrode by inserting a feed electrode into it, which in their shape of the. Shape of the outer electrode to which the hot-deformed Material is to be pressed, corresponds to a reduced scale. As a counter electrode A fixed electrode of conventional construction can be used for the blind electrode. To the Initiation of the heating and deformation process is then carried out by inflating the Sack electrode the material to be deformed, such as a plastic film, in elastic The stretch is brought to rest on the other fixed electrode, then both electrodes connected to the generator and the non-critical thermal shock on the thermoplastic Material exerted by the ultra-high frequency alternating field.
Man kann als Gegenelektrode auch eine zweite entsprechend gebaute und geformte Sackelektrode verwenden, so daß das thermoplastische Material sich ohne wesentlich elastische Kaltbeanspruchung in die Formung der Sackelektroden hineinlegt. Dies wäre gewährleistet, wenn beide Sackelektroden bei gleichen elastischen Materialeigenschaften zunächst mit gleichem Druck aufgeblasen werden, wobei durchaus Teile der einen Sackelektrode starre Formstücke aufgesetzt haben können.A second correspondingly built counter electrode can also be used as a counter electrode and use shaped blind electrode so that the thermoplastic material is placed in the formation of the blind electrodes without any significant elastic cold stress. This would be guaranteed if both blind electrodes had the same elastic material properties are initially inflated with the same pressure, with parts of the one blind electrode may have put on rigid fittings.
Nachdem beide Sackelektroden an dem thermoplastischen Material anliegen, erfolgt die Anschaltung an den Generator. Wird nun nur einer Elektrode zusätzlicher Druck zugeführt, so erfolgt eine Warmverformung auch nicht elastischer Thermoplaste in Richtung auf die Sackelektrode geringeren Druckes. After both blind electrodes are in contact with the thermoplastic material, the connection to the generator takes place. Now only one additional electrode is needed If pressure is applied, even non-elastic thermoplastics are thermoformed in the direction of the blind electrode with lower pressure.
Solche Aufsetzungen von starren Formstücken auf die Sackelektrode ermöglichen auch die Durchführung von mit der Verformung gleichzeitig oder in zeitlicher Folge ablaufenden Schweißvorgängen. Such attachments of rigid fittings on the blind electrode also allow the deformation to be carried out simultaneously or in time Follow welding processes in progress.
Diesen Formstücken läßt sich eine erhöhte Energiedichte zuführen.An increased energy density can be supplied to these fittings.
Das Sackelektrodenverfahren kann auch zur Anwendung kommen, wenn es sich darum handelt, irgendwie geformte Metallkörper oder auch Körper aus nichtleitendem Material mit einer eng anliegenden Hülle aus Kunststoffolie zu üI>erziehen. Man wird nur dafür Sorge tragen müssen, daß bei Nichtleitern der Hochfrequenzleitwert größer als der Hochfrequenzleitwert des thermoplastisch zu verformenden Materials ist. Gegebenenfalls kann man, wenn die Erwärmung des Zwischenkörpers unerwünscht ist, diesen mit einer leitenden Oberfläche überziehen. The blind electrode method can also be used if It is a kind of shaped metal body or body made of non-conductive Educate the material with a tight-fitting cover made of plastic film. Man will only have to ensure that the high-frequency conductance in the case of non-conductors greater than the high-frequency conductance of the material to be thermoplastically deformed is. If necessary, you can if the heating of the intermediate body is undesirable is to cover it with a conductive surface.
Man wird solche Ummantelungsvorgänge in der Regel mit einerRandschweißung verbinden müssen, was durch aufgesetzte Stege an den gewünschten Schweißstellen ohne weiteres möglich ist. Sinngemäß läßt sich die Sackelektrode auch als äußere Anlageelektrode gegenüber einer teils erhabenen oder glatten Innenelektrode verwenden. Lediglich die Druckanwendung bei der Verformung erfolgt dann in anderer Reihenfolge. Zum Aufsetzen der Elektrode ist die Sackelektrode zu dehnen, zumVerformungsvorgang der Druck zu senken, um zu erreichen, daß dadurch die elastischen Kräfte der Sackelektrode die zu verformende Folie an die innere Elektrode anpressen. Die Verbindung mit Schweißvorgängen liegt hierbei nahe. Such jacketing operations are usually carried out with edge welding have to connect what by attached webs at the desired welding points is easily possible. The blind electrode can also be used as an external one Use the contact electrode opposite a partially raised or smooth inner electrode. Only the application of pressure during the deformation then takes place in a different order. To place the electrode, the blind electrode has to be stretched for the deformation process to lower the pressure in order to achieve that thereby the elastic forces of the blind electrode press the foil to be deformed onto the inner electrode. The connection with welding processes is obvious here.
Als Beispiel kann man an eine Ringsackelektrode denken, die es erlaubt, unter Zwischenlage einer geeigneten Stegelektrode oder eines erhabenen Steges auf der Gegenelektrode mehr oder weniger unsichtbare Verschweißung von Kunststoffrohren usw. vorzunehmen. As an example, one can think of a ring bag electrode that allows with a suitable bar electrode or a raised bar in between the counter electrode more or less invisible welding of plastic pipes etc. to make.
Um die Kühlwirkung von Elektroden der be- schriehenen erfindungsgemäßen Art bei Flüssigkeitsfüllung derselben zu erhöhen, kann man die Druck erzeugende Flüssigkeit fortwährend erneuern bzw. einem Kreislauf unterwerfen. To improve the cooling effect of electrodes screamed To increase the type according to the invention with liquid filling the same, you can the Constantly renew or cycle the pressure-generating fluid.
Eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgedankens ist in schematischer Form in der Zeichnung dargestellt. Das zu verformende und zu verschweißende thermoplastische Material 1 liegt hierbei zwischen einer geformten Außenelektrode 2 und einer Sackelektrode 3. Die Sackelektrode ist mit einem l>eispielsweise flüssigen Dielektrikum 4 gefüllt und liegt an ihrer anderen Seite auf einer Innenelektrode 5 auf. Als Gegenelektrode zur Außenelektrode kann entweder die Flüssigkeitsfüllung 4 der Sackelektrode oder aber die Innenelektrode 5 verwendet werden. Die eingezeichneten Pfeile 6 geben die Richtung des Druckes, der auf die Füllung der Sackelektrode wirkt, an. In der Zeichnung ist ferner eine sogenannte Ringschweißelektrode 7 eingezeichnet, welche eine entsprechende Verschweißung der Folien bewirkt. An example embodiment of the inventive concept is shown schematically Shape shown in the drawing. The thermoplastic to be deformed and welded Material 1 lies between a shaped outer electrode 2 and a blind electrode 3. The blind electrode is filled with a liquid dielectric 4, for example and lies on its other side on an internal electrode 5. As a counter electrode either the liquid filling 4 of the blind electrode or but the inner electrode 5 can be used. The arrows 6 indicate the Direction of the pressure that acts on the filling of the blind electrode. In the drawing a so-called ring welding electrode 7 is also shown, which has a corresponding Welding of the foils causes.
Claims (15)
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE821817C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995010403A1 (en) * | 1993-10-12 | 1995-04-20 | Pilkington Plc | Apparatus for and method of edge encapsulating a glazing panel |
-
1949
- 1949-06-05 DE DEP45013A patent/DE821817C/en not_active Expired
Cited By (1)
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| WO1995010403A1 (en) * | 1993-10-12 | 1995-04-20 | Pilkington Plc | Apparatus for and method of edge encapsulating a glazing panel |
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