DE2315022A1

DE2315022A1 - Verfahren und vorrichtung zum freisetzen bzw. umsetzen von elektromagnetischer hochfrequenzenergie in verschiedenen stoffen

Info

Publication number: DE2315022A1
Application number: DE2315022A
Authority: DE
Inventors: Georges Boudouris; Gregoire Kalopissis; Jean-Luc Levesque; Paul Roussopoulos
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1972-03-27
Filing date: 1973-03-26
Publication date: 1973-10-18
Also published as: JPS4915039A; US3980855A; AR210308A1; CA987005A; CH581417A5; FR2178049A1; ES439945A1; DE2315022C2; AT344835B; FR2178049B1; GB1425742A; CH581418A5; ES413004A1; IT1014016B; CA1025799A; BE797308A; ATA262873A; NL7304199A; LU65047A1

Description

Wicklung und eine Einrichtung zum Halten oder Führen des zu behandelnden Stoffs in dem Raum zwischen dem Inneren des Mantels und dem Äußeren der Wicklung, wobei der aus dem Mantel, der Wicklung und dem zu behandelnden Stoff bestehende Resonator an die Übertragungsleitung und an den die Hochfrequenzenergie erzeugenden Generator angepaßt ist.

Z. B. kann die elektromagnetische Hochfrequenzenergie in dem Stoff in Wärme durch dielektrische oder magnetische Verluste umgesetzt werden. Ferner können die Stoffe chemisch und/oder physikalisch direkt durch die Hochfrequenzenergie beeinflußt werden.

Unter einem geschlossenen Mantel im elektromagnetischen Sinne wird ein elektrisch leitender Mantel verstanden, der eine geschlossene oder im wesentlichen geschlossene Wandlung bildet, deren Öffnungen, die sie besitzen kann, solche Abmessungen haben, daß sie keinen wesentlichen Teil der im Inneren des Mantels vorhandenen elektromagnetischen Energie durchlassen.

Der Mantel der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise aus einem oder mehreren Teilen bestehen, die miteinander verbunden werden können, so daß sie die Einführung des zu behandelnden Stoffs in das Innere des Mantels und anschließend die Schließung des Mantels gestatten. 3 0 9 8 4 2 / 0 8 4 4

(§) Int. CL:

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND H 05 b, 9/04

DEUTSCHES

PATENTAMT Deutsche KL: 21h, 36

Of f enlegimgsschrif t 2 315 022

Aktenzeichen: P 23 15 022.3 Anmeldetag: 26. März 1973

Offenlegungstag: 18. Oktober 1973

Ausstellungspriorität: —

Unionspriorität
Datum:
Land:
Aktenzeichen:

27. März 1972

Luxemburg

65047

Bezeichnung:

Verfahren und Vorrichtung zum Freisetzen bzw. Umsetzen von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie in verschiedenen Stoffen

Zusatz zu: —

Ausscheidung aus: —

Anmelder: L'Oreal, Paris

Vertreter gem. § 16PatG: Berg, W.J., Dipl.-Chem. Dr. rer.nat.; Stapf, O.F., Dipl.-Ing.; Pat.-Anwälte, 8000 München

Als Erfinder benannt Boudouris, Georges, Grenoble; Kalopissis, Gregoire; Roussopoulos, Paul; Levesque, Jean-Luc; Paris; (Frankreich)

© 10.73. 309 842/844

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF Patentanwalt*

• MÜNCHEN «Ο. MAUCnXIKCKKRfTIt. 4»

Anwaltsakte 2 3 59 6

26. März 1973

L'Oreal
Paris/Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum Freisetzen bzw. Umsetzen

von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie in verschiedenen Stoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Freisetzen oder Umsetzen von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie in verschiedenen Stoffen.

Es wurde bereits in den Patentanmeldungen P 21 63 324.9 und P 21 56 0Ö4.9 der Anmelderin, auf deren Inhalt für die Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird, ein Verfahren zur Behandlung von Haaren unter Ausnutzung dielektrischer Verluste vorgeschlagen, das darin besteht, daß die Haare der Einwirkung eines

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Bei einer anderen Abwandlung kann der Mantel Öffnungen "besitzen, deren Abmessungen so klein sind, daß sie keinen nennenswerten Teil der elektromagnetischen Hochfrequenzenergie austreten lassen, die jedoch so groß sind, daß sie im Inneren des Mantels den kontinuierlichen Durchgang des zu behandelnden Stoffs gestatten, der zweckmäßigerweise faden- oder bandförmig ist, jedoch auch pulverförmig, flüssig oder viskos sein kann.

Der Generator kann beliebiger Art sein. Er kann beispielsweise eine Leistung von etwa 1 bis 1000 Watt entwickeln.

Die Frequenz des Generators liegt erfindungsgemäß etwa zwischen 10 und 2 000 Megahertz, da bei diesen Frequenzen alle Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt werden können, wie im Nachstehenden noch erläutert wird. ' - -

Die Frequenz des Generators muß vorzugsweise gleich der Eigenfrequenz des Resonators gewählt werden.

Das Koaxialkabel kann bekannter Art. sein. Es hat im wesentlichen die Aufgabe, die Hochfrequenzenergie des Generators dem erfindungsgemäßen Resonator zuzuführen.

Die erfindungsgemäße schraubenförmige Wicklung besteht aus einem Metalldraht mit mehreren Windungen, die

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vorzugsweise mit einer im wesentlichen in der Achse des Resonators verlaufenden Achse entwickeln.

Die schraubenförmige Wicklung kann zylindrisch sein und einen konstanten oder sich ändernden Schritt bzw. sich ändernde Steigung haben.

Sie kann ferner eine nicht zylindrische Form haben und beispielsweise kreisförmige, elliptische, quadratische oder rechteckige Windungen ggf. mit sich änderndem Profil und mit einem konstanten oder sich ändernden Schritt bzw. Steigung haben.

Die Wicklung kann ferner vollständig oder zum Teil auf einem Kegelstumpf ausgeführt sein, d.h. die Abmessungen und/oder die Formen der Windungen ändern sich von einer Windung zur anderen.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist die schraubenförmige Wicklung nicht direkt mit dem zentralen Leiter des Koaxialkabels verbunden. In diesem Fall ist sie an ihrem in Nähe des Ankunftspunktes des Koaxialkabels gelegenen Ende, an ihrem anderen Ende oder an einem dazwischen liegenden Punkt mit einem Pumkt des leitenden Mantels verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist der zentrale Leiter des Koaxialkabels mit einem Kopplungselement verbunden, das beispielsweise 309842/0844

aus einer Wicklung mit kleinerem Durchmesser besteht, die im Inneren der schraubenförmigen Wicklung angeordnet ist. . - .

Bei dieser Ausführungsform tauscht das Kopplungselement mit der schraubenförmigen Wicklung elektromagnetische Energie aus, wodurch die Kopplung zwischen dem Koaxialkabel und dem Resonator gewährleistet wird. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für den Fall, in dem im Inneren der Vorrichtung eine geringe Last angeordnet wird, was dem' Pail entspricht, in dem der den zu ,behandelnden Stoff enthaltende Mantel dem Koaxialkabel eine relativ geringe Impedanz etwa in der Große des Wellenwiderstandes des Koaxialkabels zuführt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform, die sich besonders für die entgegengesetzten Bedinungen eignet, d.h. wenn die Last hoch ist, kann ein Ende der schraubenförmigen Wicklung direkt mit dem zentralen Leiter des Koaxialkabels verbunden werden.

In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, an dem Ende des Koaxialkabels, das an den Mantel angeschlossen wird, ein trompetenförmiges Anschlußteil vorzusehen,- wodurch eine leichtere Anpassung der Impedanz des das zu behandelnde ' Produkt enthaltenden Resonators an den Wellenwiderstand des Koaxialkabels möglich ist.

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Eines der wichtigsten Merkmale' der Erfindung besteht dar?· in, daß der mit seiner schraubenförmigen Wicklung versehene und das zu behandelnde- Produkt enthaltende Resonator an die die Hochfrequenz zuführende Leitung sowie an den Generator angepaßt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Anpassung durch Einwirkung auf die Form, die Abmessungen und die Anzahl der Windungen der schraubenförmigen Wicklung erleichtert.

Auf diese Weise erhält man einen Resonator, dessen Resonanzfrequenz etwa zwischen 10 und 2 000 Megahertz liegt und dessen Außenabmessungen relativ klein bleiben und einige Millimeter bis einige zehn Zentimeter betragen.

Ferner besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß die Anpassung des Resonators an die Zuleitung und an den "Generator relativ wenig empfindlich für Laständerungen ist, d.h. für Änderungen der Masse und der physikalischen Eigenschaften des Stoffes, der in den Resonator eingeführt wird.

Dieses Merkmal ermöglicht es in der Praxis, die unvermeidlichen Laständerungen hinzunehmen, indem für die Vorrichtung ein ungewöhnlich hoher Wirkungsgrad beibehalten wird, der sich insbesondere in einem geringen

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oder vemaclilässigbaren Betrag an stehenden Wellen in dem Koaxialkabel ausdrückt.

Mit Resonanzhohlräumen anderer Art können, insbesondere in dem betreffenden Frequenzbereich, nicht so gute Ergebnisse erzielt werden.

Unter Anpassung des Resonators im Sinne der vorliegenden Erfindung darf nicht ein ganz genau definierter Zustand verstanden werden, sondern ein Zustand, der in der Nähe des Zustands liegt, bei dem der Welligkeitsfaktor (taux des ondes) der stehenden Wellen, die in der die Hochfrequenzenergie zuführenden Leitung gebildet werden, auf einem Wert von weniger als einigen Einheiten, beispielsweise zwei oder drei, bleibt.

Mit anderen Worten,· Anpassung im Sinne der Erfindung bestent dann, wenn der größte Teil der Energie des Generators tatsächlich in den Resonator abgegeben wird (beispielsweise mehr als 70$), und die Anpassung gilt a.uch dann als erreicht, wenn in der Zuleitung stehende Wellen entstehen, sofern diese stehenden Wellen keine beträchtlichen Wachteile für die Durchführung des Verfahrens darstellen.

Der Mantel des erfindungsgemaüen Resonators kann im Prinzip beliebige Form haben. Er kann beispielsweise

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die Form eines KreisZylinders haben. Jedoch kann er auch die Form eines Würfels oder eines mehr oder we niger abgeflachten Parallelepipeds haben, wobei die· Form der schraubenförmigen Wicklung entsprechend ge ändert werden in

Die Form der schraubenförmigen Wicklung und die Form des den Resonator bildenden Mantels werden in jedem Fall in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Stoff gewählt, so daß dieser Stoff in Nähe der Außenseite der schraubenförmigen Wicklung an der Stelle, an der sich das Miximum der elektromagnetischen Hochfrequenzenergie im Inneren des Mantels entwickelt, durchlaufen kann oder gehalten werden kann.

Dank der erfindiingsgemäßen Vorrichtung kann nämlich einerseits das Volumen des Mantels in Abhängigkeit von den Abmessungen des zu behandelnden Stoffs gewählt werden und andererseits erhält man dank des Vorhandenseins der schraubenförmigen Wicklung, die übrigens die Anpassung des Resonators begünstigt, eine relativ hohe Dichte an elektromagnetischer Energie in dem Volumen, das zwischen dem Äußeren der Wicklung und dem Inneren der Wandlung des Mantels liegt.

Auf diese Weise können mit relativ geringen aufgewendeten Energien elektromagnetische Hochfrequenzfelder

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erhalten werden, die durcli eine hohe Energiedichte gekennzeichnet sind. -

Dies stellt einen der bedeutenden Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Erzeugung eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes im Inneren eines Materials, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Material im Inneren der oben beschriebenen Vorrichtung in dem Volumen zwischen dem Äußeren der schraubenförmigen Wicklung und dem Inneren des Mantels angeordnet oder in Umlauf gebracht wird*

Die Erfindung betrifft ferner eine andere Vorrichtung zum Freisetzen bzw. Umsetzen von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie in einem beliebigen Stoff.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie im Inneren eines Stoffs, an dessen Oberfläche die Vorrichtung angelegt ist. Diese Vorrichtung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen leitenden Mantel, der, abgesehen von einer ausstrahlenden Öffnung, im elektromagnetischen Sinne geschlossen oder im wesentlichen geschlossen ist, und ein Koaxialkabel, das den Mantel mit einem eletromagnetisch^ Energie erzeugen-

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den Generator verbindet, der mit einer Frequenz von etwa IO Ms 2 000 Megahertz arbeitet, wobei der Mantel etwa an der dem Anschlußpunkt des Koaxialkabels entgegengesetzten Stelle eine Öffnung aufweist, durch die die elektromagnetische Energie nach außen treten kann, und eine im Inneren des Mantels angeordnete schraubenförmige Wicklung, die die durch das Koaxialkabel zugeleitete elektromagnetische Energie überträgt, deren Achse im wesentlichen in der Achse des Mantels verläuft und deren dem Koaxialkabel entgegengesetztes Ende in Nahe des offenen 'feils des Mantels angeordnet ist, wobei die Einheit, die aus dem Mantel, der schraubenförmigen Wicklung und dem Stoff besteht, in dem die elektromagnetische Energie entwickelt wird, indem'er an den offenen Teil des Mantels angelegt wird, an die Zuleitung und an den die elektrische Hochfrequenzenergie erzeugenden Generator angepaßt ist.

Der erfindungsgemäße Mantel kann zweckmäßigerweise aus Metall bestehen, Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist er zylindrisch; er kann jedoch- je nach dem Verwendungszweck einen kreisförmigen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt haben.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform hat die in dem Mantel vorgesehene öffnung die Form des Querschnitts des

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Mantels, wenn dieser eine zylindrische Form hat.

Bei dieser Ausfuhrungsform ist das die Hochfrequenzenergie zuführende Koaxialkabel an dem Mantel an der der Öffnung entgegengesetzten Seite angeschlossen.

Die schraubenförmige Wicklung ist vorzugsweise eine Wicklung mit kreisförmigen Windungen; sie kann jedoch auch Windungen mit quadratischem, rechteckigem oder auch elliptischem Querschnitt haben.

Die Windungen der Wicklung können einen konstanten Schritt bzw. konstante Steigung oder verschiedene Schritte bzw. Steigungen haben. Es können auch Wicklungen mit Windungen mit sich ändernden Abmessungen und/oder Formen gebildet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das der offenen Fläche des Mantels zugewandte ' Ende der Wicklung eine leitende Platte, die an der schraubenförmigen Wicklung befestigt ist und zu der Fläche der Öffnung parallel angeordnet ist, so daß eine bessere Verteilung der auf den zu behandelnden Stoff ausgestrahlten Hochfrequenzenergie erreicht wird.

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Bei einer Abwandlung kann die Platte durch eine mehrzweigige Antenne ersetzt werden, deren Elemente beispielsweise einen Kegel bilden, dessen Spitze ' · am freien Ende der schraubenförmigen Wicklung liegt.

Wenn eine Konzentration der Hochfrequenzenergie in Nähe eines !Punktes erreicht werden soll, kann die schraubenförmige Wicklung in einer Spitze enden, die auf die öffnung des Mantels zu, vorzugsweise in der Mitte des Mantels, und in der Achse der Wicklung gerichtet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wicklung direkt mit dem zentralen Leiter des Koaxialkabels verbunden·

Bei einer Abwandlung ist die schraubenförmige Wicklung nicht mit dem zentralen leiter des Koaxialkabels verbunden, sondern die Vorrichtung besitzt ein Kopplungselement, das vorzugsweise aus einer kleinen schraubenförmigen Wicklung besteht, die den zentralen leiter des Koaxialkabels verlängert und mit der schraubenförmigen Wicklung Energie austauscht.

Diese Vorrichtung bildet einen halbgeschlossenen Resonator, der in den meisten Fällen noch eine ziemlich

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gut "bestimmte Eigenresonanzfrequenz besitzt. Es empfiehlt sich, hierbei, einen Generator zu benutzen, der der Eigenfrequenz der Vorrichtung entspricht.

Die Anpassung der Vorrichtung an die Zuleitung und an den die Hochfrequenzenergie erzeugenden Generator wird durch Änderung der Abmessungen der Form' und der Anzahl der Windungen der schraubenförmigen Wicklung erreicht.

Die Anpassung muß natürlich den Verwendungsbedinungen, d.h. der Tatsache, daß das zu behandelnde Produkt an der Öffnung des Mantels anliegt, entsprechen.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren.zur Erzeugung von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie, im Inneren eines Stoffs, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Öffnung des Mantels, der oben beschriebenen Vorrichtung an die Oberfläche dieses Stoffs angelegt wird.

Die Erfindung gestattet die ziemlich lokalisierte Zufuhr von elektromagnetischer Energie zu den Stellen, die behandelt werden sollen. Man erreicht auf diese Weise u.a. eine Erwärmung, die sehr stark sein kann und die auf relativ großen Flächen oder in sehr kleinen

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Bereichen vorgenommen werden kann.

So kann die elektromagnetische Energie auf einer Fläche von einigen Quadratzentimetern verteilt werden oder auf eine Fläche von etwa einigen Quadratmillimetern konzentriert werden, wodurch eine besonders starke örtliche Erwärmung erzeugt werden kann.

Bei einer Abwandlung kann die soeben beschriebene Vorrichtung mit halboffenem Resonator auch benutzt werden, indem der zu behandelnde Stoff auf die bereits beschriebene Weise an die öffnung angelegt wird und, wenn der zu behandelnde Stoff eine geringe Stärke besitzt, in dem an der anderen Seite des Stoffs eine elektrisch leitende Platte angeordnet wird. In diesem Fall gelangt man zu einem Verfahren, das der Verwendung der ersten Ausführungsform entspricht, bei der sich der zu behandelnde Stoff im Inneren des Resonators befindet.

Die zweite Auführungsform kann als einfaches und wirtschaftliches Mittel zur Durchführung einer örtlichen Temperaturerhöhung der Epidermis benutzt werden. Dies kann besonders zweckmäßig sein, um das Eindringen von Cremes oder anderen Behandlungsprodukten oder Kosmetika zu ermöglichen, die auf die Haut aufgebracht wurden.

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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen gestatten die Entwicklung von elektromagnetischer Energie in der Masse des Stoffes. Man kann auf diese Weise eine Erwärmung und· allgemeiner eine Behandlung durch- Energieabgabe durch Dielektrizitätseffekt im Inneren der Stoffe erreichen. Wenn die Behandlung jedoch auf magnetische Stoffe angewandt wird, kann eine Erwärmung durch magnetische Verluste erreicht werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn beispielsweise Ferrite oder andere ähnliche Werkstoffe erfindungsge'mäß behandelt werden.

Die erfindungsgemäß benutzten Resonatoren bestehen hinsichtlich ihres äußeren Mantels entweder aus einem elektrisch leitenden, metallischen Werkstoff oder aus einem Werkstoff wie Kunststoff, der mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt ist, die je nachdem, ob sich die benutzte Frequenz in Nähe von 1 000 Megahertz oder von einigen zehn Megahertz befindet, eine Stärke von

einigen Hundertstel Millimetern bis zu ungefähr einem ,

ί oder zwei Zehntel Millimetern hat.

Die isolierasdai Teile des Resonators im Inneren des Mantels bestehen zweckmäßigerweise aus Werkstoffen wie PTFE (Polyfluortetraäthylen), die keine wesentliche Temperaturerhöhung erleiden, wenn sie der Einwirkung eines elektrischen Feldes hoher Frequenz ausgesetzt sind.

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Erfindungsgemäß können im Inneren des Resonators auch Werkstoffe vorgesehen werden, deren dielektrischer Verlustfaktor mit der Temperatur zunimmt. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch konstant oder im wesentlichen konstant gehalten werden, wenn der Stoff, der im Inneren der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt wird, getrocknet wird, und, was ihn betrifft, einen Energieverbrauch benötigt, der im Maße seiner Trocknung abnimmt.

Derartige Werkstoffe, deren Dielektrizitätsverlust-Faktor mit der Temperatur zunimmt, sind beispielsweise Superpolyamide, wie sie von der Firma DUPONT DE NEMOURS unter der Bezeichnung Nylon Zytel 101 oder Nylon Zytel 142 vertrieben werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur automatischen oder beinahe automatischen Anpassung der oben beschriebenen, elektromagnetische Energie benutzenden Vorrichtungen an die Hochfrequenzenergie zuführende leitung und an den Generator.

Dieses Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangssignal in Abhängigkeit von der Abgabe des Hochfrequenzgenerators oder dem Welligkeitsfaktor (d.h. dem Betrag) der stehenden Wellen an einem in Nähe der Vorrichtung gelegenen Punkt des Koaxialkabels entnommen wird und diese Information 309842/0844

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zur Einwirkung auf die Kopplung des Generators mit der Leitung oder der Leitung mit dem Resonator benutzt wird, damit die beste übertragung der elektromagnetischen Energie zu erreichen, d.h. damit der Generator praktisch nur aktive, tatsächlich an die an seine Aus gangs anschlüsse angelegte Last abgegebene Energie liefert, und zwar ohne beträchtlichen Austausch von reaktiver Energie zwischen dem Generator und der Last und unabhängig von möglicherweise auftretenden Änderungen der Masse oder der physikalischen Eigenschaften der zu behandelnden Stoffe.

Bei einer ersten Ausführungsform wird eine elektrische Spannung in Abhängigkeit von dem dem Generator abgegebenen Strom zur Steuerung eines Motors entnommen, der auf ein Organ des den Generator mit dem Koaxialkabel koppelnden Kreises, beispielsweise auf einen Kondensator, einwirkt, um dieses Organ in die Stellung zu bringen, die der besten Energieübertragung entspricht.

Bei einer anderen Ausführungsform wird eine elektrische Spannung in Abhängigkeit von dem Welligkeitsfaktor der stehenden Wellen in dem Koaxialkabel in der Nähe der Vorrichtung zum automatischen Ändern der durch die Vorrichtung a_n die Anschlüsse des Koaxialkabels angelegten

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Impedanz benutzt, indem entweder die Koppelung der Vorrichtung mit dem Koaxialkabel oder eine zusätzliche verstellbare Impedanz geändert wird, die mit dem Eingang des Resonators in Reihe oder parallelgeschaltet ist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Regelung der Anpassung, die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren arbeitet und im wesentlichen gekennzeichnet ist durch eine Glühlampe, die an die Anschlüsse eines Widerstandes angeschlossen ist, durch den der von dem Hochfrequenzgenerator abgegebene Anodenstrom fließt, und die eine photoelektrische Zelle erregt, deren verstärkter Strom ein Relais steuert, das auf einen Motor einwirkt, der ein Anpassungsorgan wie einen zu den Kopplungskreisen zwischen dem Generator und dem Koaxialkabel gehörenden, veränderlichen Kondensator betätigt, wobei der Motor das Anpassungsorgan ständig in die Stellung bringt, die den optimalen Bedingungen für die Energieübertragung entspricht.

Im folgenden werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, wozu auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:

Pig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I von Fig. 2 durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

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Pig. 2 einen Schnitt nach der linie ΙΙ-ΪΙ von Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 bis 9 schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen schraubenförmigen Wicklung,

Fig. 10 -einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgeraäßen Vorrichtung mit halboffenem Hohlraum, ". ' ·

Fig. 11, 12 und 13 schematische Darstellungen von Abwandlungen der. Ausführungsform von Fig. 10,

Fig. 14 das elektrische Schaltbild einer Vorrichtung zur automatischen .Regelung der Anpassung des Generators an das Koaxialkabel und an den Resonator,

Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Freisetzung bzw. Umsetzung von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie in einem Stoff gestattet, der kontinuierlich in Bandform durch das Innere der Vorrichtung läuft.

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Dieser Stoff kann verschiedener Natur sein. Er kann beispielsweise ein Produkt sein, das bis zu einem . bestimmten Trockenheitsgrad getrocknet und dazu erwärmt werden soll.

Die Vorrichtung besteht aus einem zentralen Kern 1, der beispielsweise aus PTFE (Polytetrafluoräthylen) besteht. Dieser zentrale Kern besitzt an seinen Enden zwei Stirnplatten oder Wangen 2, 3(nachfolgend immer kurz Wangen genannt) größeren Duichmessers. Diese Wangen können aus Metall oder aus einem Kunststoff wie Teflon (Polytetrafluoräthylen) bestehen und außen mit einer elektrisch leitenden Metallschicht beschichtet sein·.

Ein Gehäuse, das aus zwei bei 6 angelenkten Mantelhälften 4 und 5 besteht, bildet den Hauptteil des Mantels des erfindungsgemäßen Resonators. Diese Mantelhälften 4 und 5 sind an den Umfang der Wangen 2 und 3 angepaßt.

Die Wangen 2 und 3 besitzen einen feststehenden Teil 7» dessen Aufgabe noch beschrieben werden wird.

Die Mantelhälften 4 und 5 sowie der feststehende Teil 7 können zweckmäßigerweise aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, bestehen«

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Die Mantelhälften können, falls es gewünscht wird, mit Öffnungen kleiner Abmessungen versehen sein, die zur Beseitigung der Feuchtigkeit dienen, die während der erfindungsgemäßen Behandlung im Inneren des Resonators frei wird.

Wie in Pig. 1 gezeigt, ist auf dem Kern 1 eine regelmäßige schraubenförmige Wicklung ö vorgesehen. Ein Ende dieser Wicklung ist elektrisch mit dem elektrisch leitenden Teil verbunden, der den Mantel bildet.

Die Wicklung 8 ist mit einem Zylinder 9 beispielsweise aus PTFE (Polytetrafluorethylen) bedeckt. Dieser Zylinder bildet die Fläche, auf welcher das zu behandelnde Produkt 10 gleitet, das wie bereits gesagt wurde, die Form einesBandes mit relativ geringer Stärke hat.

Fig. 1 zeigt ferner ein Koaxialkabel 11, dessen zentraler Leiter 11a an einem Kupplungselement 12 endet, das im vorliegenden Fall aus einer schraubenförmigen Wicklung kleineren Durchmessers besteht, die in der Achse der schraubenförmigen Wicklung 8 angeordnet ist. Das Ende der schraubenförmigen Wicklung 12 ist durch den Draht 13 mit der Masse verbunden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind zwei rotierende oder drehbar gelagerte Umlenkwalzen 14 vorgesehen, an denen das

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Band 10 aus dem zu behandelnden Stoff anliegt, so daß es fast am ganzen Umfang des Zylinders 9 anliegt.

Der metallische Teil 7 soll vermeiden, daß ein beträchtlicher Teil der elektromagnetischen Energie, die sich im Inneren des Kesonators entwickelt, nach außen abgestrahlt wird.

Durch Öffnen der Mantelhälften 4 und 5 und Verschwenken dieser Mantelhälften um die Achse 6 kann also das zu behandelnde Produkt bequem eingesetzt werden, das anschließend mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die von der gewünschten Behandlung abhängt, so daß es für die gewünschte Zeit im Inneren des Hohlraumes bleibt.

Erfindungsgemäß ist das Koaxialkabel 11 mit einem einen Hochfrequenzenergie erzeugenden Generator verbunden, der mit einer Frequenz zwischen etwa 10 bis 2 000 Megahertz arbeitet.

Die Merkmale der schraubenförmigen Wicklung Ö (Zahl der Windungen, Durchmesser der Windungen) sowie die Merkmale des Kopplungselements 12 sind so gewählt, daß der Resonator, wenn sich das zu behandelnde Produkt in dessen Innerem befindet, an die Impedanz des Koaxialkabeln 11 angepaßt ist. Es wird ferner eine Frequenz des Generators gewählt, die der Eigenresonanzfrequenz

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des Hohlraumes entspricht.

Pig. 3 zeigt schematisch eine Abwandlung der in Fig. und 2 dargestellten Vorrichtung.

Diese Abwandlung betrifft eine Vorrichtung, die die kontinuierliche Behandlung einer in sie eingeführten Flüssigkeit gestattet.

Fig» 3 zeigt ebenfalls eine schraubenförmige Wicklung, die bei dieser Abwandlung direkt mit dem zentralen Leiter lla des Koaxialkabels 11 verbunden ist.

Ferner zeigt Fig. 3 einen Zylinder 9, der beispielsweise aus PTFE (Polytetrafluoräthylen) besteht und der die schraubenförmige Wicklung 8 umgibt.

Der leitende Mantel besteht in diesem Fall zweckmäßigerweise aus einem Zylinder 15 aus PTFE (Polytetrafluoräthylen), der wie bei der vorhergehenden Ausführungsform mit zwei Wangen 2 und 3 verbunden ist.

Der Zylinder 15 und die Wangen 2 und 3 bestehen aus Metall, so daß sie leitend sind.

Zwei Stutzen 16 und 17 gestatten den Zutritt und den Austritt der Flüssigkeit, die erfindungsgemäß behandelt werden soll.

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Wie Pig. 3 weiterhin zeigt, ist der Mantel 11b des Koaxialkabels 11 an ein trompetenförmig sich erweiterndes leitendes Element 1Ö angeschlossen, das seinerseits an die Wange 3 angeschlossen ist.

Auf diese Weise er-hält man eine bessere Anpassung des Koaxialkabels 11 an den erfindungsgemäßen Resonator.

Pig. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform der schraubenf öimigen Wicklung, die Windungen mit veränderlichem Schritt (Pig. 4) bzw. veränderlicher Steigung besitzt und deren Querschnitt elliptische Form hat (Fig. 5).

Fig. 5 zeigt ferner schematisch, wie diese elliptische Form das Gleiten des zu behandelnden Produktes erleichtert, dessen Bewegung mit Pfeilen dargestellt ist.

Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform der schraubenförmigen Wicklung mit Windungen mit abnehmendem Durchmesser.

Fig. 8 und 9 zeigen eine Wicklung, die aus Windungen mit rechteckigem Querschnitt besteht.

Wie Fig. 9 zeigt, hat der Mantel 15b ebenfalls eine Parallelepipedform, die sich an die Form der Wicklung

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anpaßt. In diesem Fall kann das zu behandelnde Produkt, das ebenfalls die Form einer Folie 10 hat, parallel zu der Achse der schraubenförmigen Wicklung bewegt werden.

Fig. 10 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei dieser Ausführungsform wird ein halboffener Hohlraum benutzt.

Fig. 10 zeigt ebenfalls einen elektrisch leitenden Zylinder 19, beispielsweise aus Metall, der mit länglichen Öffnungen 20 versehen ist.

Das linke Ende dieses Zylinders ist mit einer Wange 21 aus Metall verbunden, an der ein Teil 22 aus Kunststoff angebracht ist, an welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung ergriffen werden kann.

Dieses Teil 22 besitzt eine zentrale Öffnung, die den Anschluß des Koaxialkabels an das Verbindungselement 23 gestattet.

Dieses Verbindungselement 23 ist seinerseits mit der schraubenförmigen Wicklung 8 verbunden, die in dem dargestellten Fall drei Windungen besitzt und mit einer kreisförmigen, senkrecht zu ihrer Achse angeordneten Platte 24 endet.

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Damit die Wicklung und die Platte 24 in ihrer Stellung gehalten werden, ist im Inneren des Zylinders 19 ein Teil 25 beispielsweise aus PTFE (Polytetrafluorethylen) vorgesehen, das Öffnungen 26 für den Luftumlauf "besitzt.

Der rechte Teil des zylindrischen Mantels 19 besitzt ein Außengewinde 27, auf dem ein mit (iewinde versehener Ring 2b sitzt, der dazu dient, an die Oberfläche des zu behandelnden Stoffs 29 angelegt zu werden.

Durch Vergrehen des Ringes 2b gegenüber dem Mantel 19 kann der Abstand zwischen dem zu behandelnden Stoff und der Platte 24 geändert werden.

Diese Ausführungsform kann beispielsweise zur örtlichen Erwärmung der Epidermis oder Haut z.B. von Menschen oder Tieren benutzt.werden, die hierbei den Stoff 29 bildet.

Diese Erwärmung, die eine Behandlung mit Hochfrequenzenergie begleitet, kann insbesondere zum Erreichen eines besseren Eindringens von Produkten wie Lotions, Cremes und Salben benutzt werden, die auf die Epidermis aufgebracht wurden.

Bei einer bsonderen Ausführungsform besitzt die schraubenförmige Wicklung ö, die drei Windungen hat, einen Durchmesser von 16 mm und einen Schritt von Ö mm.

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Die Platte 24 "besitzt einen Durchmesser von 20 mm.

Der Mantel des Resonators hat eine'Länge von 42 mm und einen Durchmesser von 32 mm.

Man erhält hervorragende Ergebnisse, wenn diese Vorrichtung mit einer elektromagnetischen Energie mit einer Frequenz von 327 Ivlagahertz gespeist wird.

Die Pig. 11, 12 und 13 zeigen schematisch Ausführungsfoimen dieser Vorrichtung.

Pig. 11 zeigt schematisch die schraubenförmige Wicklung 8, die mit der Platte 24 endet, die parallel zu dem zu behandelnden Material 29 angeordnet ist.

In diesem Fäll ist der zentrale Leiter lla des Koaxialkabels direkt mit der schraubenförmigen Wicklung 8 verbunden.

Bei der in Pig. 12 dargestellten Abwandlung endet die schraubenförmige Wicklung 8 mit einer Antenne, die aus mehreren Zweigen 24a besteht, während der zentrale Leiter lla des Koaxialkabels an einem Kopplungselement endet, das aus einer kleinen schraubenförmigen Wicklung besteht.

Pig. 13 zeigt schematisch eine Abwandlung, bei welcher die schraubenförmige Wicklung .8 mit einer Spitze 24b

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- 29 -

endet, die dazu bestimmt ist, die elektromagnetische Energie in dem Bereich 29a des zu behände lüden Stoffs 29 zu konzentrieren.

Auch in diesem Fall ist die schraubenförmige Wicklung Ö direkt mit dem zentralen Leiter des Koaxialkabels verbunden .

Diese verschiedenen Ausführungsformen wurden nur zur Veranschaulichung beschrieben. Sie können miteinander kombiniert werden, und die einzelnen Beispiele dienen lediglich dazu, verschiedene Möglichkeiten zu veranschaulichen.

Im folgenden werden als Beispiel die Merkmale von drei Ausführungsformen eines halboffenen Resonators gemäß der Erfindung beschrieben.

Diese drei Ausführungsfoimen besitzen zylindrische Mantel und schraubenförmige Wicklungen mit kreisförmigen Windungen und konstantem Schritt bzw. konstanter Steigung.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Formen und Abmessungen des Mantels und der Wicklungen beschränkt.

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üeispiel 1:

Der Mantel besitzt einen Durchmesser von 1,25 cm und eine Höhe von 1,5 cm. Dieser zylindrische Mantel ist an einer seiner Grundflächen offen.

Er enthält in seiner Achse eine schraubenförmige Wicklung mit neun Windungen mit dem konstanten Schritt bzw. konstanter Steigung von 0,1 cm und einem Durchmesser von 0,68 cm.

Diese Vorrichtung kann mit einem Strom mit einer Frequenz von 400 Megahertz gespeist werden.

Beispiel 2:

Es wird ein Mantel mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Höhe von 7 mm benutzt,

Der Mantel ist an einer seiner Grundflächen offen.

Die schraubenförmige Wicklung besteht aus vierundzwanzig Windungen mit einem Durchmesser von 2,7 nnn und einem Schritt bzw. einer Steigung von 0,17 mm.

Diese Vorrichtung kann mit einem Strom mit einer Frequenz von 4OO Megahertz gespeist werden. Sie gestattet eine Konzentrierung der elektromagnetischen Energie auf eine

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sehr kleine Oberfläche mit einer sehr hohen Energie— konzentration.

Beispiel 3:

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem halboffenen Hohlraum mit relativ großen Abmessungen besteht aus einem Mantel mit einem Durchmesser von 44 cm und einer länge von 41 cm und weist an einer ihrer Grundflächen eine Öffnung auf.

Die schraubenförmige Wicklung besteht aus drei Windungen mit einem Durchmesser von 24 cm und einem Schritt bzw. einer Steigung von 6,2 cm.

Diese Vorrichtung kann mit einem Strom mit einer Frequenz von 40 Megahertz gespeist werden.

Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, die die Selbstanpassung des Generators an das Kabel gestattet, das die Hochfrequenzenergie dem erfindungsgemäßen Resonator zuführt.

Fig. 14 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung 30 sowie das Kabel 3I, das sie speist und am anderen Ende aber 'eine Kopplungs-Sekundärspule 32 und einen veränderlichen Kondensator 33 mit dem Ausgangskreis 34 des Generators (nicht dargestellt) verbunden i„_t 309842/0844

-LU If«

- 32 -

_ · 32 -

Der Ausgangskreis 34 "besitzt eine Kopplungs-Primärspu-Ie 35, die die Übertragung der Energie auf das Kabel gewährleistet»

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird mit dem

ein ■

Ausgangskreis 34* elektrischer Widerstand 36 in Reihe . geschaltet, an dessen Anschlüsse eine Glühlampe 37 angeschlossen ist.

Die Merkmale des Widerstands 36 und der Glühlampe 37 sind so gewählt, daß die Spannungsdifferenz an den Anschlüssen des Widerstandes 36 die maximale Lichtstärke der Lampe 37 bewirkt, wenn der in dem Ausgangskreis 34 fließende Strom maximal ist. Wenn dagegen der Strom in dem Ausgangskreis 34 abnimmt, fällt die Lichtstärke der Lampe 37 schnell ab.

Erfindungsgemäß ist die Lampe 37 vor einer photoelektrischen Zelle 38 angeordnet, die über einen Verstärkerkreis ein bistabiles Relais 39 steuert.

Das bistabile Relais 39 bewirkt die Speisung oder die Unterbrechung der Speisung eines Motors 40, der den veränderlichen Kondensator 33 in Drehung versetzt.

Bei einer besonderen Ausführungsform besteht der den Strom der photoelektrischen Zelle 38 verstärkende

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Verstärker aus zwei npn-Transistoren 41, beispielsweise der Type 2N 2905 der Firma HTC, und aus zwei Widerständen 42 und 43·

Bei dieser Ausführungsform hat der Widerstand 42 einen verstellbaren Wert von 30 bis 50 Kiloohm je nach den kerkmalen der Lampe 37·

Der Widerstand 43 hat einen Wert von 2 Kiloohm.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die photoelektrische Zelle 38 vom Typ OAP 12 der Fiima RTC.

Das Relais 39 ist ein beispielsweise unter 5 Volt und 40 Milliampere arbeitendes Relais.

Der elektrische Motor 40 ist ein Wechselstrom-Kleinstmotor mit einer leistung von 2 Watt. Er treibt den Kondensator 33 mit einer Geschwindigkeit von 10 Umdrehungen pro Minute an. Angesichts seiner Symmetrie passiert der Kondensator zweimal pro Umdrehung den gleichen Kapazitätswert.

Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Es wird angenommen, daß der Stromfluß in dem Ausgangskreis 34 im Ausgangszustand nicht ausreicht, um das

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- 34 -

Aufleuchten der Lampe 37 zu gestatten.

In diesem Fall wird in dein Verstärker kein Strom verstärkt, und das Relais 39 befindet sich in einer Stellung, die den Speisekreis des Motors 40 schließt. Der Motor"treibt den Kondensator 33 an und bei einer bestimmten Stellung dieses Kondensators wird die Anpassung erreicht und der in dem Ausgangskreis 34 fließende Strom ist normal. Die Glühlampe 37 wirkt ziemlich schnell auf die Zelle 38 ein, deren verstärkter Strom das Kippen des-Relais 39 und den Stillstand des Motors 40 bewirkt, der den Kondensator -. 33 in der Stellung anhält, die der Anpassung entspricht.

Wenn infolge irgendwelcher Umstände die Anpassung verlorengeht, erlischt die Lampe 37 und dieser Vorgang beginnt wieder von vorne.

Durch eine relativ einfache Vorrichtung erhält man also eine automatische Anpassung des Generators an das Koaxialkabel. Infolge der Geschwindigkeit von 10 Umdrehungen pro Minute und der zwei AnpassungsStellungen pro Umdrehung sind zum Erreichen einer Stellung des Kondensators 33, die der besten Anpassung entspricht, hoch-stens drei Sekunden erforderlich. .

- 35 -

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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen
AusfÜhrungsfoxmen beschränkt, sondern läßt alle gewünschten Änderungen zu.

- Patentansprüche - 36

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Claims

.Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum. Freisetzen bzw. Umsetzen von elektromagnetischer Hochfreqeunzenergie in einem Stoff, gekennzeichnet durch einen im elektromagnetischen Sinne geschlossenen oder im wesentlichen geschlossenen leitenden Mantel (4, 5, 15), der den äußeren Teil eines Resonators bildet, ein Koaxialkabel (11), das diesen Resonator mit einem Generator verbindet, der eine elektromagnetische Energie mit einer Frequenz von-etwa 10 bis 2 000 Megahertz erzeugt, eine im Inneren des Mantels vorgesehene schraubenförmige Wicklung (8) und eine Einrichtung (9, 14) zum Halten oder Führen des zu behandelnden Stoffs (10) in dem Raum zwischen dem Inneren des Mantels und dem Äußeren der Wicklung, wobei der aus dem Mantel, der Wicklung und dem zu behandelnden Stoff bestehende Resonator an die Übertragungsleitung und an den die Hochfrequenzenergie erzeugenden Generator angepaßt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Mantel (4, 5, 15.) aus Metall und/oder aus einem isolierenden Material' mit einem geringen dielektrischen Verlustfaktor besteht, ^das mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt ist.

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3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, aadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4, 5) aus mindestens einera "beweglichen I'eil besteht, so daß der zu behahceln de Stoff (10) eingesetzt werden

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kantel (4, 5, 15) öffnungen besitzt, die so groß sind, daß sie den Durchgang des zu behandelnden Stoffs gestatten, jedoch so klein sind, daß sie keine nennenswerte Ausbreitung der elektromagnetischen Energie außerhalb der Vorrichtung gestatten.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Inneren des Mantels (15) und dem Äußeren der schraubenförmigen Wicklung (ö) dicht ist und die Aufnahme und/oder den Umlauf eines pulverföim igen, flüssigen oder viskosen Stoffes gestattet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Generators gleich oder im wesentlichen gleich der Eigenfrequenz dec Resonators ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige

309842/0844 ~ ^3Ö "

Wicklung (6) eine zumindest teilweise zylindrische und/oder zumindest teilweise konische Form hat. ■■

ö_t Vorrichtung nach einem "der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der.Wicklung (8) kreisförmig, elliptisch, quadratisch oder rechteckig sind»

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige ' Wicklung (8) mindestens teilweise einen konstanten Schritt bzw. Steigung und/oder mindestens teilweise einen veränderlichen Schritt bzw. Steigung hat.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Leiter (Ha) des die Hochfrequenz zuführenden Koaxialkabels (11) mit einem Kopplungselement (12) verbunden ist, das beispielsweise aus einer anderen, im Inneren der schraubenförmigen Wicklung (8) angeordneten Wicklung besteht und -die Energie auf die schraubenförmige Wicklung überträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Wicklung (8) mit einem ihrer Enden oder mit einem mittleren Punkt mit dem leitenden Mantel (4, 5) verbunden isto

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Leiter (Ha) des die die Hochfrequenz zuführenden Koaxialkabels (11) direkt an ein Ende der schraubenförmigen Wicklung (ö) angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dacLurch gekennzeichnet, daß der äußere Leiter (lib) des die Hochfrequenz zufuhrenden Koaxialkabels (11) zur Erleichterung der Anpassung der Impedanz des Resonators an die charakteristische Impedanz des Koaxialkabels an den leitenden Mantel (15) über ein trompetcnförmiges Element (lö) angeschlossen ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil der Vorrichtung auf einem Träger aus einem Isoliermaterial ausgeführt ist, das nur geringe dielektrische Verluste besitzt und beispielsweise ein PTFE (Polytetrafluoräthylen) ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator außerhalb der schraubenförmigen Wicklung (ü) einen Werkstoff

enthält, dessen dielektrischer Verlustfaktor mit der Temperatur zunimmt.

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16. Verfahren zum Erzeugen eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes im Inneren eines Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff im Inneren einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in. einem Kaiim zwischen dem Äußeren der schraubenförmigen Wicklung (d) und dem Inneren des Iuantels (4, 5, 15) angeordnet oder in Umlauf gebracht wird,

17. Vorrichtung zum Freisetzen oder Umsetzen von elektromagnetischer Hochfrequenzenergie im Inneren eines Stoffs, an dessen Oberfläche die Vorrichtung angelegt ist, gekennzeichnet, durch einen leitendenJUantel (19, 21), der, abgesehen-von einer ausstrahlenden Öffnung, im elektromagnetischen Sinne geschlossen oder im wesentlichen geschlossen ist, und ein Koaxialkabel, das den Mantel mit einem elektromagnetische Energie erzeugenden Generator verbindet, der mit einer Frequenz von etwa 10 bis 2 000 Megahertz arbeitet, wobei der Mantel etwa an der dem Anschlußpunkt des Koaxialkabels entgegengesetzten Stelle eine Öffnung aufweist, durch die die elektromagnetische Energie nach außen treten kann, und eine im Inneren des Mantels angeordnete schraubenförmige Wicklung (8), die die durch das Koaxialkabel zugeleitete elektromagnetische Energie überträgt, deren Achse im wesentlichen in der Achse des Mantels verläuft und deren dem Koaxialkabel entgegengesetztes Ende in Nähe des offenen Teils des Mantels angeordnet ist, wobei die Einheit, die aus dem

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i.iantel, der schraubenförmigen Wicklung und dem Stoff (29) "besteilt, in dem die elektromagnetische Energie entv/ickelt wird, indem er an den offenen Teil des Lantels angelegt wird, an die Zuleitung und an den die elektrische llochfreauenzenergie erzeugenden Generator angepaßt ist.

lö. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, da.i der leitende Mantel (19) ein metallischer Mantel oüer ein Liantel aus einem Isoliermaterial mit niedrigem dielektrischem Verlustkoeffizienten ist, der mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und lö, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (19) eine allgemein zylindrische Form mit beispielsweise kreisförmigem, quadratischem, ovalem oder rechteckigem Querschnitt hat und an einer seiner Grundflächen eine Öffnung besitzt, wobei das die Hocnfreqeunzenergie zuführende Koaxialkabel ah der anderen Grundfläche angeschlossen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Wicklung (ö) aus kreisförmigen, elliptischen, quadratischen oder rechteckigen Windungen mit konstantem und/ oder veränderlichen Schritt und gleichen oder verschiedenen Abmessungen besteht.

309842/0844 - 42 -

21. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die offene (Jruiadflache des Mantels (19) zu gerichtete Ende der Wicklung (ö) eine parallel zu dieser Grundfläche angeordnete, leitende Platte (24) Oder mehrere divergierende Zweige (24a) besitzt, um eine bessere "Verteilung der Hochfrequenzenergie zu gestatten, die auf den Stoff (29) einwirken soll*

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1? bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Wicklung (b) an einem ihrer Enden mit dem zentralen leiter (Ua) des Koaxialkabels (11) zur Energiezufuhr verbunden

- ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Leiter (Ua) des Koaxialkabels (11) zur Hochfrequenzenergiezufuhr mit einem Kopplungselement (12) in Form einer Wicklung verbunden ist, die Energie auf di§- schraubenföimige Wicklung (ö) übertragt»

24· Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet j daß die Frequenz des Generators gleich ader im wesentlichen gleich der Eigenresonanzfrequenz des halboffenen Resonators ist, der von dem leitenden Mantel (19), der schraubenförmigen Wicklung (ö)

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(mit ode ^ ohne ±^Jlatte (24) oder Zweigen (24a)) -und ggf. "dem Kupplungselement (12) gebildet wird.

25· Verfahren zur Erzeugung von elektromagnetischer Hoehfrequenzenergie im Inneren eines Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß an die Oberfläche dieses Stoffes (29) die Uffnung des Mantels (19) der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24 angelegt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitende Platte auf die Seite des zu behandelnden Stoffs (29) angelegt wird, die nicht an der offenen Fläche des Mantels (19) anliegt.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Behandlung der Epidermis angewandt wird, beispielsweise um das Eindringen und/oder die Tiefenwirkung von Cremes oder anderen Behandlungsprodukten oder Kosmetika zu gestatten, die auf die Haut aufgebracht ,sind.

28. Verfahren zur automatischen oder beinahe automatischen Anpassung der elektromagnetischen Energie benutzenden Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und 17 bis 24 an den Generator oder der Impedanz der erfindungsgemäßen Vorrichtung an den Wellenwiderstand der die Energie zuführenden Leitung, dadurch ge kenn—

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zeichnet, daß ein Eingangssignal in Abhängigkeitvon der Abgabe des Hochfrequenzgenerators oder dem Welligkeitsfaktor der stehenden Wellen an einem in ; Nähe der Vorrichtung (30) gelegenen Punkt des Koaxialkabels entnommen wird und diese Information zur Einwirkung auf die Koppelung des Generators mit der leitung (31) oder der leitung mit dem Resonator benutzt wird, um die beste Übertragung der elektromagnetischen Energie zu erreichen, d.h. um zu erreichen, daß' der Generator praktisch nur tatsächlich an die an seine Ausgangsanschlüsse angelegte Last abgegebene Wirkleistung Energie liefert, und zwar ohne beträchtlichen Austausch von Blindleistung zwischen dem Generator und der Last und unabhängig von möglicherweise auftretenden Änderungen der Masse oder der physikalischen Eigenschaften der zu behandelnden Stoffe.

29· Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Spannung in Abhängigkeit von dem von dem Generator abgegebenen Strom zur Steuerung- eines Motors (40) entnommen wird, der auf ein Organ des den Generator mit dem Koaxialkabel koppelnden Kreises, beispielsweise auf einen Kondensator (33) einwirkt, um dieses Organ in die Stellung zu bringen, die der besten Energieübertragung entspricht.

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30, Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine eltkrisehe Spannung in Abhängigkeit von dem Welligkeitsfaktor der stehenden Wellen in dem Koaxialkabel in Nähe der Vorrichtung zum automatischen Ändern der durch die Vorrichtung an den Anschlüssen des Koaxialkabels vorhandenen Impedanz benutzt wird, indem entweder die Koppelung der Vorrichtung mit dem Koaxialkabel oder eine zusätzliche verstellbare Impedanz geändert wird, die mit dem Eingang des Resonators in Reihe oder parallelgeschaltet ist.

31. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 28 und 29, gekennzeichnet durch eine Glühlampe (37), die an die Anschlüsse eines Widerstandes (36) angeschlossen ist, durch den der von dem Hochfrequenzgenerator abgegebene Anodenstrom fließt, und die eine photoelektrische Zelle (38) erregt, deren verstärkter Strom ein Relais (39) steuert, das auf einen Motor (40) einwirkt, der ein Anpassungsorgan wie einen zu den Koppelungskreisen zwischen dem Generator und dem Koaxialkabel gehörenden, veränderlichen Kondensator (33) betätigt, wobei der Motor das Anpas— sungsorgan ständig in die Stellung bringt, die den optimalen Bedingungen für die Energieübertragung entspricht.

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