CH554768A

CH554768A - Vorrichtung zum herstellen von querverschluessen an zusammendrueckbaren tubenfoermigen behaeltnissen.

Info

Publication number: CH554768A
Application number: CH1171A
Authority: CH
Original assignee: Karlsruhe Ind Werke Ag
Priority date: 1971-01-04
Filing date: 1971-01-04
Publication date: 1974-10-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Querverschlüssen an zusammendrückbaren tubenförmigen Be hältnissen, die mindestens aus je einer äusseren Metall- sowie einer inneren Kunststoff-Schicht bestehen und eine Längsnaht aufweisen, mittels in einem Generator erzeugter und den zu verschliessenden Behältnissen über eine wassergekühlte Elektrode auf induktivem Wege zugeführter hochfrequenter Energie, insbesondere in einer Tubenfüll- und -verschliessmaschine.

Insbesondere pastöse Güter, wie Zahncremes, Kosmetika, Pharmazeutika od. dgl., werden üblicherweise in Metall oder Kunststoff-Tuben abgefüllt. Das Verschliessen der Metalltuben erfolgte dabei durch ein- oder mehrfaches Umfalzen des unteren offenen Endes. Kunststofftuben lassen sich demhingegen auch, und zwar unter Anwendung unterschiedlicher Verfahren, verschweissen.

Der Anwendung von Metall- und Kunststofftuben sind aus naheliegenden Gründen vor allem dann bestimmte Grenzen gesetzt, wenn in diesen verderbliche Güter, etwa Lebensmittel, abgepackt werden sollen. Es besteht hier u.a. die Gefahr, dass derartige Güter durch den Einfluss ungeeigneter Metalle oder Kunststoffe hinsichtlich ihres Geschmackes unerwünschte Veränderungen erfahren, ganz abgesehen davon, dass beim Aufeinandertreffen konträrer Tuben- und Füllguteigenschaften gesundheitliche Schäden beim späteren Verbraucher eintreten können.

Seit einiger Zeit ist es auch bekannt, Tuben, insbesondere solche, die der Aufnahme von Nahrungsmitteln dienen, aus mehreren Schichten herzustellen: Eine dieser bekanntgewordenen Tuben bestand aus drei Schichten, und zwar aus einer Kunststoff Innenschicht mit niedrigem dielektrischen Verlustfaktor, einer aussen auf der Kunststoffschicht aufgebrachten Metallschicht, etwa Aluminium, sowie einer wiederum auf der Metallschicht angeordneten Schicht aus Papier und/oder Kunststoff.

Moderne Tuben weisen bereits bis zu acht verschiedene Schichten auf, und zwar (von aussen nach innen):
1.0 transparentes Hochdruck-Polyäthylen,
2.0 bedrucktes, weisses Hochdruck-Polyäthylen,
3.0 Papier,
4.0 Hochdruck-Polyäthylen,
5.0 Copolymer mit besonderen Klebeeigenschaften,
6.0 Aluminium,
7.0 Copolymer, und schliesslich,
8.0 Hochdruck-Polyäthylen.

Je nach den chemiko-physikalischen Eigenschaften und Eigen heiten des zu verpackenden Gutes kann die Anzahl der Tubenschichten variieren.

Die Herstellung derartiger Mehrschichttuben erfolgt in der Regel so, dass das in Gestalt einer Folienbahn vorliegende Material zunächst in einzelne Abschnitte quer unterteilt, die einzelnen Abschnitte sodann gerollt und schliesslich der auf diese Weise entstandene Tubenzylinder mit einer überlappenden Längsnaht verschweisst wird. Der Tubenzylinder erhält auf einer Seite ein Schulterstück aus dichtem Kunststoff, welches unter Anwendung eines besonderen, an dieser Stelle jedoch keiner weiteren Erörterung bedürfenden Verfahrens eingesetzt wird. Das Schulterstück ist dabei in üblicher Weise mit einer Austrittsöffnung für das Füllgut versehen; die Austrittsöffnung ist mittels einer Schraubkappe verschliessbar.

Den vorstehend schon erwähnten mehrschichtigen Tubenmaterialien ist gemeinsam, dass wenigstens eine der Innenschichten aus einem unter Wärme und Druck verschweissbaren Kunststoff besteht.

Nicht zuletzt, um vorhandene Tubenfüll- und -verschliessmaschinen weiterverwenden oder durch Zusatzeinrichtungen ergänzen zu können, ist es wünschenswert, wenn die mehrschichtigen Tubenmaterialien sich wie die eingangs erwähnten (Nur-) Metalloder Kunststofftuben verarbeiten lassen. Da, wie schon geschildert, die fertigen, mit Schulterstück und Schraubkappe versehenen Tuben zum Abfüllen gelangen, stellt sich für den Anwender derartiger Tuben primär das Problem, auf welche Weise die offenen Tubenenden verschlossen werden können.

Um einen Querverschluss der offenen Tubenenden zu erhal ten, d.h. um die in den Tubenkörpern enthaltenen Kunststoff schichten miteinander zu verschweissen. ist es bekannt, sich manuell oder maschinell betätigbarer Verschlussbacken zu bedie nen. Wie die nachfolgende Übersicht zeigt. sind bereits recht unterschiedliche Verschlussbacken-Ausführungen in Gebrauch:
Bei üblichen Kunststofftuben, die z.B. aus PVC oder aber aus
Polyäthylen bestehen, ist Verschweissen durch Kontaktwärme mit
Heizbackensystemen aus Stahl, Kupfer. Aluminium oder Al
Legierungen die Regel; derartige Heizbacken sind mit Heizpatro nen versehen, um einen Temperaturbereich beliebig einzustellen und im Betrieb durch Regeln aufrechtzuerhalten.

Die Kanten der
Heizbacken, die elektrodenartig wirken, sind bei dieser bekannten
Ausführungsform etwa durch glasfaserverstärkte Folien abge deckt, die aus Kunststoffen bestehen, wie sie etwa unter dem
Handelsnamen Teflon bekannt sind. Durch die Anwendung derartiger Materialien werden Klebwirkungen der erweichenden
Kunststoffschichten an den Elektrodenoberflächen vermieden.

Bei Wärmeimpulselektroden werden die aus einem Metall hergestellten Elektroden mit einem wärmebeständigen Isoliermaterial abgedeckt; auf dieser nichtleitenden Schicht wird das Impulsband, etwa ein flaches Metallband, montiert. Mittels kurzem Hochstromstoss wird das Metallband über den Schmelzpunkt des Kunststoffes hinaus erhitzt und dadurch der Kunststoff im Nahtgebiet durch Kontaktwärme zum Schmelzen gebracht.

Zum Verschweissen der Tuben-Kunststoffschichten ist wie bei der oben schon erwähnten Methode - der Schluss der Heizbackensysteme unter Druck erforderlich.

Bei beiden Systemen ist die Schweissleistung pro Zeiteinheit relativ niedrig, weil der Wärmeübergang vom Schweisswerkzeug durch die Kunststoffschicht hindurch bis in die Schweisszone einen relativ grossen Zeitaufwand erfordert.

Eine andere Möglichkeit, Querschweissnähte an Tuben herzustellen besteht in der Anwendung von mit Ultrarotstrahlern arbeitenden Elektrodensystemen. Bei diesen sind für den Schweissvorgang zwei auf mehrere Arbeitsstationen verteilte Verfahrensschritte erforderlich: Zunächst wird das über ein gekühltes und aus Metall bestehendes Klemmbacken-Paar frei hinausstehende Nahtgebiet beidseitig durch Ultrarot-Strahlung auf Schmelztemperatur gebracht. Dieser Vorgang benötigt mehrere Sekunden und erfolgt auf zwei und mehr Folgestationen. Ist der Schmelzvorgang erreicht, wird sodann das angeschmolzene Nahtgebilde auf einer weiteren Klemmstation gepresst und zugleich abgekühlt. Dieses Verfahren erweist sich nur für Polyäthylen-Tuben als geeignet, weil sich bei diesen der Erweichungszustand über ein relativ breites Temperaturgebiet erstreckt.

Für PVC-Tuben wird es in der Praxis jedoch nicht angewendet.

Demhingegen lässt sich für das Verschweissen von PVC Tuben relativ gut das kapazitive Hochfrequenz-Verfahren anwen- den. Als Elektrodenpaar dienen in diesem Falle dann zwei planparallele Metallplatten aus Kupfer, deren Oberflächenmasse durch Länge und Breite der gewünschten Schweissnaht gegeben sind. Beide Elektroden können bis auf einen engen Spalt genähert werden. Durch den entstehenden Spalt wird die Tube zunächst flachgedrückt und sodann zusammengepresst. Da beide Elektroden HF-Spannungen von mehreren 1000 Volt führen, müssen sie hochwertig isoliert aufgehängt sein.

Durch den elektrischen Dipolcharakter der PVC-Moleküle erfolgt die Erwärmung der Kunststoffschichten nach folgender Beziehung: W=A 03 X > 0. ± tgb zu E2. 10.12 [Watt/cm3] wobei W = umgesetzte Wärmemenge pro Volumeneinheit, A = 0,0885, co = Kreisfrequenz, > 0 = Dielektrizitätskonstante, tgb = Verlustwinkel, und
E = Feldstärke [in Volt/cm] ist.

Während bei diesem Verfahren für PVC tga ausreichend gross ist, kommt diese Art der Erwärmung jedoch für Polyäthylen nicht in Betracht, da dessen tgb etwa nur 1/100 von PVC beträgt.

Aufgrund des Vorstehenden lässt sich unschwer ableiten, dass das eben beschriebene Verfahren nur für Kunststoffe mit grossem tgb anwendbar ist, und dass der Anwendungsbereich praktisch nur auf PVC begrenzt ist. Infolgedessen, dass bei diesem Verfahren auch die Anzahl der Öffnen- und Schliessbewegungen der Ver schlussbacken pro Minute relativ niedrig (etwa 20..30) liegt, vermochte es sich in der Praxis nicht in grösserem Umfang durch zusetzen.

Als letztes der bekanntgewordenen Verfahren sei hier nun noch das Ultraschall-Schweissverfahren genannt. Dieses Verfah ren ist für das Herstellen von Querverschlüssen an Kunststofftu ben universell geeignet, weil die meisten Thermoplaste sich mit
Ultraschall-Schweissbacken, die bekanntlich aus einer mit Ultra schallfrequenz mechanisch schwingenden metallischen Press backe, der Sonotrode, und einer metallischen Gegenbacke, dem
Amboss, bestehen, verschliessen lassen. Da das Öffnen und
Schliessen der Schweissbacken, das Schweissen sowie das Abküh len der Naht in einer einzigen Station erfolgen, bereitet bei diesem
Verfahren das Kühlen gewisse Schwierigkeiten. Die Arbeitstakt zeit derartiger Maschinen ist daher naheliegenderweise verhältnis mässig gross, so dass auch bei diesem Verfahren ebenfalls nur relativ niedrige Stückzahlen (35-45 Stck/Min) erreicht werden können.

Den im Vorstehenden beschriebenen Arbeitsverfahren haften vor allem dann beträchtliche Mängel und Nachteile an, wenn mit ihnen Mehrschichttuben der ebenfalls schon erörterten Art verschweisst werden sollen. Da derartige Tuben nun aus Mehr schichtfolie entstanden sind, sind sie naheliegenderweise auch mit einer Längsnaht versehen, die in der Regel aus einer Überlappungsnaht besteht. Es ist zwar grundsätzlich möglich, diese Mehrschichttuben durch Kontaktwärme mit normalen Heizbackensystemen oder mit Ultraschall-Pressbacken zu verschliessen.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei dem Wärmekontaktverfahren der Wärmeübergang durch den mehrschichtigen Aufbau erschwert ist; andererseits muss die Temperaturbeständigkeit der Polymerschichten beachtet werden, d.h. die Arbeitstemperaturen der Heizbacken können nicht wesentlich höher als 200"C gewählt werden. Bei Anwendung des Ultraschall-Verfahrens bei derartigen Tuben zeigte sich im übrigen, dass die Zwischenschicht aus Aluminiumfolie, die verpackungstechnologisch eine Metallbarriere gegen Diffusionseinflüsse von Gasen und Wasserdampf bilden soll, durch die sehr energiereichen Ultraschallschwingungen in einzelne Metallfetzen zerlegt wird, wodurch die Aufgabe der Aluminiumschicht bei der Verpackung gegenstandslos wird.

Diese und ähnliche Schwierigkeiten will eine in der schwedischen Patentschrift Nr. 214471 vorgeschlagene Hochfrequenz Schweissvorrichtung auf induktiver Basis vermeiden:
Das Schweisssystem besteht auch bei dieser Vorrichtung aus einer Pressbacke, die im wesentlichen aus Kunststoff ausgeführt ist und einen induktiv wirksamen gestreckten Kupferleiter enthält, dessen Inneres mit Wasser gekühlt ist. Der Kupferleiter ist mit Hochfrequenz hoher Stromstärke gespeist. Um den Leiter bildet sich dabei ein radiales, hochfrequentes Magnetfeld aus. Als Gegenpressbacke dient ein in gleicher Weise ausgebildetes Werkzeug aus Kunststoff, jedoch ohne Leiter.

Beim Verschliessvorgang wird hier eine Mehrschichttube der schon weiter vorn beschriebenen Art zwischen die geöffneten Pressbacken eingeführt und sodann bei deren Schliessbewegung flachgedrückt, beim anschliessenden Schweissvorgang erzeugt der kurzzeitig wirksame Hoch- frequenz-Strom durch sein radiales Magnetfeld in der in der anliegenden Tubenwand eingebetteten Metallfolie hochfrequente Wirbelstromfelder. Diese erwärmen insbesondere den vorbestimmten Nahtbereich der Tube, wobei die innere Kunststoffschicht zum Schmelzen gebracht wird. Infolge der Druckeinwirkung beider Pressbacken wird auf diese Weise eine Querschweissnaht in der Tube hergestellt. Der ständig mit Wasser gekühlte Leiter ist in der Lage, die Schweissnaht nach erfolgtem Schweissen zu kühlen.

Dadurch gelingt es, in kürzeren Zeitintervallen periodisch zu schweissen und grössere Verpackungsleistungen zu erzielen (ca. 50-60 Schweissnähte/Min.).

Dieser in der schwedischen Patentschrift Nr. 214471 vorgeschlagenen Vorrichtung haften jedoch Mängel an:
Die schon erwähnte Längsnaht wird durch das radiale Ma gnetfeld bei der Herstellung der Quernaht überansprucht, was zu Lockerungen bzw. Undichtigkeiten der Längsnahtverbindung führt. Dieser nachteilige Effekt tritt besonders dann auf, wenn die Längsnaht beim Schweissvorgang dem Hochfrequenzenergie führenden Leiter zugekehrt ist. Um diesen Nachteil auszuschliessen, wurde weiterhin schon vorgeschlagen, jede Tubenlängsnaht durch Drehen der Tuben vor dem Verschweissen so zu orientieren, dass sie mit Sicherheit an der Gegenpressbacke anliegt, die keine Hochfrequenz-Energie beim Schweissen führt. Durch diese Massnahme liegt an der hochfrequenzführenden Pressbacke lediglich die flachgedrückte Seite der Mehrschichttube an, die keine Längsnaht trägt.

Die sich in dieser Schicht ausbildenden Wirbelstromfelder schwächen das Magnetfeld bereits so nachhaltig, dass die Längsnaht auf der abgekehrten Seite der Tube nicht mehr in negativer Weise beeinflusst wird.

Da Tuben in der Verpackungstechnik im allgemeinen mit einem bestimmten Druckbild versehen sind, bedeutet der eben beschriebene Vorschlag eine Beschränkung für den Tubenhersteller, der die Lage der Längsnaht mit dem Druckbild koppeln muss, was wiederum eine Erschwernis beim Herstellen der Tuben nach den bisher geschilderten Verfahren bedeutet.

Demgegenüber hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, durch entsprechende Ausbildungsweise der Vorrichtung diese und ähnliche Mängel zu vermeiden. Sie geht dabei von folgenden Überlegungen aus:
Bei Versuchen mit bisher üblichen induktiv wirksamen Elek troden hat sich, und zwar im Gegensatz zu den Erkenntnissen und
Lehren der schwedischen Patentschrift Nr. 214471, deutlich gezeigt, dass in dem unmittelbar wirksamen Druckbereich des
Leiters keine nachteiligen Auswirkungen an der Längsnaht zu beobachten sind, wenn die Tube mit ihrer Längsnaht der Hoch frequenzelektrode zugekehrt ist.

Demhingegen zeigte sich aber bei den schon erwähnten Versuchen, dass bei Längsnähten, die während des Schweissvorganges der Hochfrequenzelektrode zugekehrt sind, oberhalb und unterhalb der Querschweissnaht
Lockerungen im Schweissgefüge der Längsnaht auftreten, die auf oberhalb und unterhalb der Schweisselektrode abstrahlende magnetische Streufelder zurückzuführen sind, die ihrerseits in den betroffenen Abschnitten der Längsnaht Wirbelströme induzieren.

Um diesen störenden Einfluss auszuschalten, stellt sich vordringlich die Aufgabe, Mittel einzusetzen, um das magnetische Radialfeld um den HF-Leiter möglichst auf die Schweissnaht zu konzentrieren und andererseits die Ausbildung von Wirbelstromfeldern ausserhalb der Querschweissnaht zu dämpfen.

Die erste dieser Forderungen wird dadurch erfüllt, dass der der zu verschweissenden Tube zugekehrte Teil der Induktorschleife auf seiner ganzen Länge von einem Massekern z.B. aus Ferrit oder dgl., umgeben ist, wobei lediglich der der Tube unmittelbar zugekehrte Teil des Massekernes zum Durchtritt des Induktorschleifenteiles freigearbeitet ist. Dieser Lösungsvorschlag geht auf das schweizerische Patent Nr. 550094 zurück.

Die zweite Forderung wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass dem die Hochfrequenz-Energie auf die tubenförmigen Behältnisse zum Bilden einer Querschweissnaht übertragenden Teil der Elektrode Mittel zugeordnet sind, die eine
Dämpfung der an diesem Elektrodenteil unerwünscht austreten den elektrischen Wirbelstrom-Streufelder im Bereich der Längs naht unmittelbar nach der Querschweissnaht zwischen dieser und dem Hals des Behältnisses bewirken.

Es ist vorteilhaft, wenn der Elektrode ein Massekern, z.B.

Ferrit zugeordnet ist, der deren geradlinigen, hochfrequenzener gieführenden Teil derart umschliesst, dass lediglich die die
Schweissverbindung der tubenförmigen Behältnisse bewirkende
Seite der im Querschnitt praktisch quadratisch oder rhombisch ausgebildeten Elektrode vom Massekern freibleibt, und wenn die
Elektrode mit dem sie umschliessenden Massekern in einem
Körper, z.B. einem Giessharz-Körper eingebettet ist.

In weiterer Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Mittel zur Dämpfung der Wirbelstrom-Streufelder im wesentlichen aus einem relativ dünnen wassergekühlten Metall schirm nichtferromagnetischen Werkstoffs bestehen, der in ach sparalleler Richtung und mit Abstand zu dem die HF-Energie auf die tubenförmigen Behältnisse übertragenden Teil der Elektrode angeordnet sind.

Weiteren Merkmalen zufolge kann der Metallschirm zum
Durchfluss des Kühlwassers doppelwandig ausgebildet sein.

Selbstverständlich lässt sich alternativ auch ein einwandig ausge bildeter Metallschirm an seiner achsparallel zum HF-Energie übertragenden Teil der Elektrode verlaufenden unteren Seite mit einem Rohr vorzugsweise quadratischen bzw. rhombischen
Querschnitts zum Durchfluss des Kühlwassers versehen.

In überaus vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Kühl wasserführung im bzw. am Metallschirm mit derjenigen der
Elektrode in Verbindung steht und zwischen Schirm und Elek trode sowohl am Kühlwasser-Zulauf als auch am Kühlwasser
Ablauf je ein Isolierglied angeordnet ist.

Sinnvoll ergänzt und vervollkommnet kann die Ausführung schliesslich auch noch dadurch werden, dass das Isolierglied zwischen Schirm und Elektrode aus einem Kunststoff-Schlauch, wie etwa PVC od. dgl., besteht.

Aufgrund der schon an anderer Stelle aufgeführten und durch die vorgenommenen Versuche erhärteten Erkenntnisse sollen deshalb hier nur einige Vorteile erwähnt sein, die die vorgeschla gene Lösung mit sich bringt:
Wie - auch aus den Zeichnungen - unschwer zu erkennen ist, ist die vorgeschlagene Erfindung überaus einfach und billig in
Aufbau und Herstellung. Sie bietet zudem die Möglichkeit, auch bereits vorhandene Schweisselektroden-Anordnungen mit der
Abschirmung nachzurüsten.

Von weitaus grösserer Bedeutung ist die Tatsache, dass es unter Benutzung der vorgeschlagenen Erfindung nicht nur gelun- gen ist, erstmalig Tuben zu verschweissen, deren Längsnähte in beliebiger Lage zur Schweisselektrode orientiert sein können, sondern dass die Erfindung auch erstmalig hierfür bereits in der Praxis erprobte Wege weist, z.B. Schirmmittel zum Abfangen unerwünschter elektrischer Wirbelstrom-Streufelder so anzuordnen, dass eine Überbeanspruchung der Längsnaht im Stossbereich mit der Quernaht etwa im Sinne von Lockerungen bzw. Undichtigkeiten mit Sicherheit vermieden bleibt.

In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen mit einer Hochfrequenz-Induktorschleife und mit einer wassergekühlten Abschirmung versehenen Verschluss backen in raumbildlicher Darstellung.

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines Verschlussbak kens mit doppelwandig ausgebildeter Abschirmung.

Fig. 3 eine am Verschlussbacken mit Hochfrequenz-Induktor.

schleife anliegende Tube kurz vor dem Verschweissen, eben falls in raumbildlicher Darstellung, und schliesslich
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die zueinander korrespondie rend ausgebildeten Verschlussbacken mit zwischen diesen befindlicher Tube im Augenblick der HF-Energie-Zuführung.

In Fig. list in den in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten und im wesentlichen aus einem Giessharz-Körper od. dgl. besteht henden Verschlussbacken eine durch Wasser gekühlte Induktorleiterschleife 2 eingegossen, die etwa aus einem quadratisch oder rhombisch ausgebildeten Rohr bestehen kann. Die Enden dieser Leiterschleife münden in dem Anschlussstück 3, das durch die Isolation 4 in zwei Hälften unterteilt ist. Um die Leiterschleife 2 herum erstreckt sich in der in der schweizerischen Patentschrift Nr. 550094 beschriebenen Weise ein Massekern 5, der beispielsweise aus Ferrit od. dgl. bestehen kann. Der Massekern 5 ist derart ausgenommen bzw. freigearbeitet, dass die Leiterschleife 2 nur mit ihrer der Tube 6 (vgl. Fig. 3 und 4) zugekehrten Fläche nicht vom Massekern umschlossen ist.

An der nach unten weisenden Schrägen 1 a des Verschlussbakkens list, entsprechend Fig. 1, ein relativ dünnes metallisches Abschirmblech 7 aus nichtferromagnetischem Werkstoff angebracht. Das Anbringen geschieht so, dass zwischen der Oberkante dieses Bleches und dem dazu parallelen Stück 2 a der Leiterschleife 2 ein gewisser Spalt 2 b verbleibt, so dass zwischen Abschirmblech 7 und Leiterschleife 2 eine elektrisch leitende Verbindung ausgeschlossen ist.

Das Abschirmblech 7 hat die Aufgabe, die im Bereich der Tubenlängsnaht und unterhalb der Querschweissnaht auftretenden unerwünschten Wirbelstrom-Streufelder weitgehend zu dämpfen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die in dem Abschirmblech 7 durch die Wirbelströme entstehende Wärme über ein besonders ausgebildetes Wasserkühlsystem abzuführen: Wie in Fig. 1 ersichtlich, befindet sich ein vom Kühlwasser durchflossenes Vierkantrohr od. dgl. 7b in der Nähe der Unterkante 7a des Abschirmbleches 7, um die Wirkung des Massekerns 5 für den eigentlichen Schweissbereich voll ausnützen zu können. Im Prinzip ist es selbstverständlich möglich, ein derartiges Kühlrohr auch in anderer Weise auf dem Abschirmblech 7 anzuordnen. Zweckmässigerweise wird das Kühlwasser für das Rohr 7b zur Kühlung des Schirmes 7 gleich der Kühlwasserführung 2 a der Induktorleiterschleife 2 entnommen. Aus diesem Grunde erfolgt die Überbrückung der Wasserzuleitung zwischen Induktorleitung 2a und der Abschirmblechkühlleitung 7b über Anschlussstück 8 aus Kunststoff.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform für das Abschirmblech 7 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der schon erwähnten im wesentlichen dadurch, dass das Schirmblech doppelwandig ausgebildet ist. Die Zu- und Abfuhr des Kühlwassers erfolgt dabei schon in der weiter oben erwähnten Weise. Der Vorteil bei der Abschirmung nach Fig. 2 besteht, bedingt durch die zum Wasserdurchfluss benutzbare Doppelwandigkeit, in einer besonders intensiven Kühlung des ganzen Schirmbleches.

In Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Längsnaht 6 a der Tube 6 durchaus auch direkt dem Hochfrequenz-Energie führenden Teil 2 a der Leiterschleife 2 zugekehrt sein und an diesem anliegen kann, ohne dass indes Beeinträchtigungen an eben dieser Längsnaht befürchtet werden müssten. Die Tuben 6 bedürfen zum Herstellen der Querschweissnaht mithin keiner besonderen Orientierung oder Ausrichtung.

Der in Fig. 4 durch die Vorrichtung gelegte Schnitt lässt unschwer erkennen, in welch' grossem Masse die von der Leiterschleife 2 a ausgehenden Wirbelstrom-Streufelder 9 durch den Schirm 7 absorbiert werden, während dessen Teile 9 a der Wirbelstrom-Streufelder 9 oberhalb der Tube 6 weiterhin ungehindert austreten können, ohne indes an dieser Stelle einen negativen Einfluss auf die Längsnaht 6 a ausüben zu können. Wie Versuche gezeigt haben, lässt sich auch oberhalb des Leiterschleifenteils 2a die gleiche Wirbelstromdämpfung erreichen, wenn auch oberhalb des Leiterschleifenteils 2a der beschriebene Metallschirm 7 angeordnet wird.

Für das Verschweissen von Mehrschichttuben ist die doppelte Anordnung eines derartigen Schirmes jedoch nicht erforderlich, da der oberhalb der Schweissnaht überstehende
Tubenabschnitt nach Erkalten abgeschnitten wird. Die doppelte
Abschirmung kann natürlich dann von Interesse sein, wenn aus besonderen Gründen der überstehende Tubenabschnitt energie mässig gedämpft werden soll, um z.B. das nicht erwünschte
Verdampfen flüssiger Kunststoffreste zu vermeiden.

Claims

PATENTANSPRUCH

Vorrichtung zum Herstellen von Querverschlüssen an zusammendrückbaren tubenförmigen Behältnissen, die mindestens aus je einer äusseren Metall- sowie einer inneren Kunststoff-Schicht bestehen und eine Längsnaht aufweisen, mittels in einem Generator erzeugter und den zu verschliessenden Behältnissen über eine wassergekühlte Elektrode auf induktivem Wege zugeführter hochfrequenter Energie, insbesondere in einer Tubenfüll- und verschliessmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass dem die Hochfrequenz-Energie auf die tubenförmigen Behältnisse (6) zum Bilden einer Querschweissnaht übertragenden Teil der Elektrode (2a) Mittel (7) zugeordnet sind, die eine Dämpfung der an diesem Elektrodenteil (2a) unerwünscht austretenden elektrischen Wirbelstrom-Streufelder im Bereich der Längsnaht unmittelbar nach der Querschweissnaht zwischen dieser und dem Hals des Behältnisses (6) bewirken.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrode ein Massekern, z.B. Ferrit zugeordnet ist, der deren geradlinigen, hochfrequenzenergieführenden Teil derart umschliesst, dass lediglich die die Schweissverbindung der tubenförmigen Behältnisse bewirkende Seite der im Querschnitt praktisch quadratisch oder rhombisch ausgebildeten Elektrode vom Massekern freibleibt, und dass die Elektrode mit dem sie umschliessenden Massekern in einem Körper, z.B. einem Giessharz Körper eingebettet ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Dämpfung der Wirbelstrom-Streufelder im wesentlichen aus einem wassergekühlten Metallschirm (7) nichtferromagnetischen Werkstoffs bestehen, der (7) in achsparalleler Richtung und mit Abstand (2b) zu dem die HF-Energie auf die tubenförmigen Behältnisse (6) übertragenden geradlinigen Teil (2a) der Elektrode (2) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschirm (7) zum Durchfluss von Kühlwasser doppelwandig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschirm (7) einwandig ausgebildet ist und an seiner achsparallel zum HF-Energie übertragenden geradlinigen Teil (2a) der Elektrode (2) verlaufenden Seite (7a) mit einem Rohr (7b), vorzugsweise quadratischen oder rhombischen Querschnitts zum Durchfluss von Kühlwasser versehen ist.

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlwasserführung im oder am Metallschirm (7) mit einer Kühlwasserführung der Elektrode (2) in Verbindung steht und zwischen den Kühlwasserführungen von Schirm (7) und Elektrode (2) sowohl am Kühlwasser-Zulauf als auch am Kühl wasser-Ablauf íe ein Isolierglied (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierglied (8) aus einem Kunststoff-Schlauch, z.B.

aus PVC besteht.