DE1295113B - Vorrichtung zum Praegen eines Musters auf ein dielektrisches Plattenmaterial - Google Patents

Vorrichtung zum Praegen eines Musters auf ein dielektrisches Plattenmaterial

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DE1295113B
DE1295113B DEG22963A DEG0022963A DE1295113B DE 1295113 B DE1295113 B DE 1295113B DE G22963 A DEG22963 A DE G22963A DE G0022963 A DEG0022963 A DE G0022963A DE 1295113 B DE1295113 B DE 1295113B
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DE
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electrode
embossing
counter electrode
plate
resilient
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DEG22963A
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Stallard Ralph Martin
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Motors Liquidation Co
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prägen eines Musters auf ein dielektrisches Plattenmaterial mit einer Prägeelektrode und einer Gegenelektrode, zwischen denen das zu prägende Material gepreßt wird und zwischen denen ein elektrisches Hochfrequenzfeld besteht, durch das das zu prägende Material erwärmt wird.
  • Derartige Vorrichtungen arbeiten nach dem Prinzip eines Plattenkondensators, der mit einem Dielektrikum gefüllt ist und somit erst bei wesentlich höherer elektrischer Feldstärke durchschlägt als ein mit Luft gefüllter Plattenkondensator. Je höher die elektrische Feldstärke in dem zwischen den Elektroden befindlichen dielektrischen Material ist, desto schneller und besser erwärmtes sich..
  • Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art kann jedoch die Feldstärke nicht über die Durchschlagsfeldstärke der Luft hinaus gesteigert werden, da es sonst zu Durchschlägen in den dem dielektrischen Plattenmaterial parallelliegendenLuftstrecken kommt und eine Lichtbogenbildung eintritt, wodurch das Material beschädigt werden würde.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der genannten Gattung zu schaffen, bei der eine höhere elektrische Feldstärke im dielektrischen Material ermöglicht wird, ohne daß ein Durchschlag auf einer Luftstrecke eintritt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens eine der beiden Elektroden in beiden Richtungen parallel zum dielektrischen Plattenmaterial geringere Abmessungen hat als dieses.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist dafür gesorgt, daß die Luftstrecken zwischen den beiden Elektroden sämtlich länger sind als die vom zu prägenden dielektrischen Material ausgefüllten Elektrodenabstände. Da die Feldstärke dem Elektrodenabstand umgekehrt proportional ist, wird in dem dielektrischen Material eine höhere Feldstärke erzeugt als die zum Durchschlag in Luft führende.
  • Bei einer Ausführungsform hat die Gegenelektrode geringere Abmessungen als das zu prägende dielektrische Plattenmaterial. Dabei ist der eine Pol des Hochfrequenzgenerators an die Prägelektrode und . der andere an die Gegenelektrode angeschlossen.
  • Die Ausbildung kann dabei so getroffen sein, daß die Gegenelektrode mit ihrer der Prägeelektrode abgewandten Seite auf einer federnden Platte aufliegt; die den Druck aufnimmt und ausgleicht.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die federnde Platte aus isolierendem Material besteht und in beiden Richtungen parallel zur Gegenelektrode von größeren Abmessungen ist als diese, daß eine weitere Platte aus federndem isolierendem ; Material zwischen dem zu prägenden dielektrischen Plattenmaterial und der Gegenelektrode eingefügt ist, mit den Rändern über die Gegenelektrode hinausreicht und auf der erstgenannten federnden Platte aufliegt und daß schließlich der eine Pol des Hochfrequenzgenerators an die Prägeelektrode, der andere an eine dritte Elektrode angeschlossen ist, welche auf der der Gegenelektrode abgewandten Seite der ersten federnden Platte angebracht ist.
  • Um einer relativen Feldlinienkonzentration an den Elektrodenkanten entgegenzuwirken, können die einander gegenüberliegenden Kanten der Elektroden abgerundet sein. Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 eine schematische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines zusammengesetzten dielektrischen Plattenmaterials, das mit einer Vorrichtung nach F i g. 1 geformt wurde, und F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines zusammengesetzten dielektrischen Plattenmaterials, das mit einer Vorrichtung nach F i g. 2 geformt wurde.
  • Bei der dielektrischen Materialerhitzung wird bekanntlich ein Plattenkondensator benutzt, zwischen dessen Elektroden das zu erwärmende Material gelegt wird. Dieser Kondensator wird an eine Hochfrequenzspannung angeschlossen, wodurch die im Dielektrikum sich befindenden Partikeln polarisiert werden. Dabei werden die negativ geladenen Teilchen von der gerade negativen Elektrode abgestoßen und von der positiven Elektrode angezogen. In der nächsten Periode wird die Polarität wie auch die elektrische Wirkung umgekehrt. Dieser Vorgang wiederholt sich im Takte der angelegten Hochfrequenzspannung. Durch die gegenseitige Reibung der Teilchen bei der Vor- und Rückwärtsbewegung wird Wärme erzeugt, die in diesem Fall zur Verschweißung des zwischen den Elektroden sich befindlichen Gutes ausgenutzt wird.
  • F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach diesem Prinzip arbeitet und die insbesondere zum Prägen von Polsterbezugsmaterial geeignet ist, welches beispielsweise bei 10 in F i g. 3 abgebildet ist. Nach F i g. 1 ist die Prägeelektrode 12 an einer oberen Preßplatte 14 angebracht. Auf einer unterhalb der Preßplatte 14 angeordneten unteren Preßplatte 16, die vollständig isoliert ist, ist eine Gegenelektrode 22 angeordnet, die auf einer federnden Platte 20 aufliegt, welche aus einem Material mit sehr guten Isoliereigenschaften, wie z. B. Butylgummi, besteht und welche auf einer dritten Elektrode 18 aus einem leitenden Material, wie z. B. Aluminium, aufliegt, die mit der unteren Preßplatte 16 verbunden ist. über der Gegenelektrode 22 ist eine weitere Platte 24 aus federndem isolierendem Material angebracht, die mit den Rändern über die Gegenelektrode hinausreicht und auf der federnden Platte 20 aufliegt. Das federnde Plattenteil 24 besteht aus hitzebeständigem federndem Material, wie z. B. Silikongummi. Das zu prägende Bezugspolstermaterial 10 ist zwischen der Prägeelektrode 12 und der federnden Platte 24 angeordnet. Die Prägeelektrode 12 ist an den einen Pol des Hochfrequenzgenerators 26 angeschlossen, dessen anderer Pol an die dritte Elektrode 1.8 angeschlossen ist. Die Gegenelektrode 22 ist kapazitiv über die als Hilfselektrode wirkende dritte Elektrode 18 an den Generator angeschlossen. Beim Betrieb der Vorrichtung wird das Polstermaterial 10 gleichzeitig einem vorgeschriebenen Druck und der dielektrischen Erwärmung auf Grund der Hochfrequenaspannung unterworfen, wobei dann das gewünschte Prägemuster in das Polstermaterial eingedrückt wird.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Prägeelektrode 12 größer als das Bespannungspolster 10, und das letztere ist größer als die Gegenelektrode 22. Da die Gegenelektrode 22 wie eine Plattenelektrode des Kondensators wirkt (die Energie wird mit Hilfe einer Hochfrequenzkapazitätskopplung durch den Butylgummi 20 hindurch übertragen), wird das elektrische Feld von der Prägeelektrode 12 zu der Gegenelektrode 22 längs einer Strecke, die keine zerstörenden Lichtbögen erzeugt, z. B. entlang den gestrichelten Linien 28, nach einwärts gezogen, wenn das Bespannungspolster 10, das im Vergleich zu Luft ein relativ starkes Dielektrikum darstellt, erhitzt wird. Weiterhin sind die Kanten der Prägeelektrode 12 und der Gegenelektrode 22 vorzugsweise abgerundet, damit eine Konzentration des Feldes an den Rändern verhindert wird. Ohne die Gegenelektrode 22 würde das elektrische Feld von den Kanten der Prägeelektrode 12 durch die Luft, einem schwachen Dielektrikum, zur unteren Preßplatte 16 und der dritten Elektrode 18 verlaufen, wodurch eine elektrische Lichtbogenbildung mit daraus entstehenden Funken verursacht würde, die die Kanten des Polsters 10 beschädigen würden. Die Dicke der Gegenelektrode 22 kann nach Wunsch verändert werden, um den Abstand zwischen der Prägeelektrode und der unteren Preßplatte 16 und der dritten Elektrode 18 zu verändern.
  • Die federnden Teile 20 und 24 werden hauptsächlich dazu verwendet, den Druck während des Preßvorganges auszugleichen und zu verteilen und auf diese Weise auch das Prägen von Mustern ohne Beschädigung des Bespannungsmaterials zu gewährleisten, eine wertvolle Eigenschaft bei empfindlichen Bespannungsmaterialien. Außerdem gewährt das hitzebeständige federnde Material einen zusätzlichen Schutz gegen das Entstehen elektrischer Lichtbögen.
  • F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Arbeitsvorgang im Prinzip der gleiche ist wie bei der Vorrichtung nach F i g. 1. Eine Prägeelektrode 12' ist an der oberen Preßplatte 14', wie bei der Ausführungsform nach F i g.1, befestigt, und eine elektrisch leitende Gegenelektrode 22' wird von der dritten Elektrode 18' getragen, die an der unteren Preßplatte 16 befestigt ist.
  • Zwischen der Prägeelektrode 12' und der Gegenelektrode 22' ist ein Bespannungspolster 30 aus hitze-und druckempfindlichem Material, wie z. B. das in F i g. 4 gezeigte, angeordnet, das eine metallisierte Oberflächenschicht 32 hat. Bei der Darstellung in F i g. 2 erstreckt sich das Polster 30 beträchtlich über die Prägeelektrode 12' und die Gegenelektrode 22' hinaus. Es kann jedoch - wie in F i g. 1- von der Prägeelektrode 12' teilweise überlappt werden. Wenn die Presse geschlossen ist, wird das Polster 30 der Hochfrequenzspannung des Generators 26 ausgesetzt, wodurch der Prägemustereffekt erzielt wird, der in F i g. 4 abgebildet ist. Zu diesem Zweck kann die Prägeelektrode mit entsprechenden Prägeleisten versehen sein.
  • Bei der Anordnung nach F i g. 2 wird die metallisierte Oberfläche 32 in der Wirkung zu einem Teil der Prägeelektrode 12' mit annähernd der gleichen Spannung. Falls die Gegenelektrode 22' fortgelassen würde, würde als Ergebnis eine elektrische Lichtbogenbildung an den Kanten des Polsters 30, entlang den Linien 34, entstehen. Durch die Gegenelektrode 22' in der gezeigten Anordnung werden die Kanten von der Elektrode 18' genügend weit wegbewegt, so daß eine Lichtbogenbildung bei den angewendeten Spannungen nicht auftritt. Wie in F i g. 1 sind die Ecken der Prägeelektrode 12' und der Gegenelektrode 22' abgerundet, und die Gegenelektrode 22' ist kleiner als die Prägeelektrode 12', um das elektrische Feld längs der Linien 36 einwärts zu ziehen und somit die Luftstrecke der Feldlinien zu verlängern.

Claims (6)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Prägen eines Musters auf ein dielektrisches Plattenmaterial mit einer Prägeelektrode und einer Gegenelektrode, zwischen denen das zu prägende Material gepreßt wird und zwischen denen ein elektrisches Hochfrequenzfeld besteht, durch das das zu prägende Material erwärmt wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß wenigstens eine der beiden Elektroden in beiden Richtungen parallel zum dielektrischen Plattenmaterial geringere Abmessungen hat als dieses.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (22, 22') geringere Abmessungen hat als das zu prägende dielektrische Plattenmaterial (10, 30).
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol des Hochfrequenzgenerators an die Prägeelektrode, der andere an die Gegenelektrode angeschlossen ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode mit ihrer der Prägeelektrode abgewandten Seite auf einer federnden Platte (20) aufliegt, die den Druck aufnimmt und ausgleicht.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Platte (20) aus isolierendem Material besteht und in beiden Richtungen parallel zur Gegenelektrode von größeren Abmessungen ist als diese, daß eine weitere Platte (24) aus federndem isolierendem Material zwischen dem zu prägenden dielektrischen Plattenmaterial und der Gegenelektrode eingefügt ist, mit den Rändern über die Gegenelektrode hinausreicht und auf der erstgenannten federnden Platte (20) aufliegt und daß schließlich der eine Pol des Hochfrequenzgenerators an die Prägeelektrode, der andere an eine dritte Elektrode angeschlossen ist, welche auf der der Gegenelektrode abgewandten Seite der ersten federnden Platte (20) angebracht ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Kanten der Elektroden abgerundet sind.
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