DE1949927A1

DE1949927A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Querverschluessen an zusammendrueckbaren tubenfoermigen Behaeltnissen unter Anwendung auf induktivem Wege zugefuehrter Hochfrequenz-Energie

Info

Publication number: DE1949927A1
Application number: DE19691949927
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Phys Dr Phil Engler; Theodor Hammer; Meinhard Mueller
Original assignee: Industrie Werke Karlsruhe Ausburg AG
Current assignee: KUKA AG
Priority date: 1969-10-03
Filing date: 1969-10-03
Publication date: 1971-04-29
Also published as: SE383857B; US3684619A; GB1324871A; DE1949927B2; FR2062596A5; JPS5015434B1

Description

75 Karlsruhe, den 26. Sept. 1969 H/Sv

INDUSTRIE-WERKE KARLSRUHE Aktiengesellschaft

75 Karl s r u h e Gartenstraße 71

Vorrichtung zum Herstellen von Querverschlüssen an zusammendrückbaren tubenförmigen Behältnissen unter Anwendung auf induktivem Wege zugeführter Hochfrequenz-Energie

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen.? von Querverschlüssen an zusammendrückbaren tubenförmigen Behältnissen, die mindestens aus je einer äußeren Metall- und einer inneren Kunststoffschicht bestehen» mittels in einem Generator erzeugter und den zu verschließenden Behältnissen über Elektroden auf induktivem Wege zugeführter hochfrequenter Ströme, insbesondere in einer . Tubenfüll- und -verschließmaschine, in welcher zumindest das Zuführen, Zentrieren, Ausrichten, Pullen, Verschließen und Beschneiden der tubenförmigen Behältnisse in wenigstens zwei zueinander parallel angeordneten Arbeitssträngen erfolgt. . .

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Insbesondere pastöse Güter, wie Zahncremes, Kosmetika, Pharmazeutika od. dgl., werden üblicherweise in Metalloder 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 Kunststoff tuben 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 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

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dielektrischen Verlustfaktor, eine außen auf der Kunststoffschicht aufgebrachte Metallschicht, etwa Aluminium, sowie eine wiederum auf der Metallschicht angeordnete 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-pysikalischen Eigenschaften und Eigenheiten des zu verpackenden Gutes kann die Anzahl der Tubenschichten variieren.

Die Herstellung derartiger Mehrschichttuben erfolgt in der Regel so, daß das in Gestalt einer ISLienbahn vorliegende Material zunächst in einzelne Abschnitte

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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 Verk fahrens 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-) Metall- oder Kunststofftuben verarbeiten lassen. Da, wie schon geschildert, die fertigen, mit Schulterstück und Schraubkappe versehenen Tuben zum Abfüllen gelangen, stellt sich für den Anwender

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- 5 - .. .-■■■".

derartiger Tuben primär das Problem, auf welche YJeise die offenen Tubenenden verschlossen werden könnenj

2"ür Mehrschichttuben mit Aluminiumfolie hat es sich z.B. als zweckmäßig erwiesen, das Verschließen durch Anwenden des an sich bekannten induktiven Hochfrequenz-Schweißverfahrens zu bewerkstelligen. Bringt man dabei etwa eine Hochfrequenz-Energie führende Metallspule mit kreisförmigem Querschnitt über das offene Tubenende mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt, so fließt in dem rohrförmigen Aluminium-Mantel der Mehrschichttube ein hochfrequenter Induktionsstrom,· der das Aluminium im Spulenbereich erwärmt.

Die an sich bekannten Variationsmöglichkeiten der induktiven Hochfrequenztechnik lassen es ohne weiteres zu, anstelle ringförmiger Spulen auch einlagige bzw. geteilte Spulen zu verwenden; einlagige gestreckte Spulen sind jedoch besonders geeignet. ·

Bringt man nun einen derartigen gestreckten und einlagigen Spulenteil neben die flachgedrückte öffnung eines mehrschichtigen Tubenkörpers, so ist unschwer festzustellen, daß das äußere, ringförmige magnetische Kraftlinienfeld dieses gestreckten Leiters bereits ausreicht, den in der Tubenwand enthaltenen Aluminium-

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Mantel soweit zu erwärmen, daß die auf der Innenseite dieses Mantels "befindliche Kunststoffschicht schmilzt. Wird dabei noch der die Hochfrequenz-Energie führende Leiter in .einem - als Nichtleiter ausgebildeten Preßwerkzeug installiert, so lassen sich durch die Kombination Hochfrequenzleiter - Preßwerkzeug ohne weiteres die nun durch das Zusammenpressen des Tubckörpers aufeinanderliegenden Kunststoffschichten miteinander verschweißen, so daß sich ein überaus haltbarer Verschluß der schon beschriebenen Mehrschichttube ergibt.

Unter Berücksichtigung all^? der vorstehend erörterten Bedingungen bzw. Voraussetzungen, ergeben sich im Hinblick auf die konsequente Fortentwicklung sowohl der mehrschichtigen Eubenwerkstoffe als auch des induktiven Hochfrequenz-Schweißverfahrens mannigfache, ,der Lösung

bedürfende Probleme: . \

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Demgemäß hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe

,- » t - ■ ' gestellt, bestimmte, nachstehend: in einzelnen noch

■ . ' ·> zu erörternde apparative Komponenten fortzuentwickeln und

dabei zugleich entscheidend zu verbessern. V \

Diese Fortentwicklung und Verbesserung! ist vor allem mit

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Blickrichtung auf die Konzipierung von rjibenfüll·- und

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-Verschließmaschinen hoher Leistung erforderlich^ die

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als Einfach-, Doppel- oder Mehrfach-, z.B. Trierfach-Maschinen ausgebildet sein können.

Wenn man nun diese Erkenntnisse "bzw. Prinzipien auf Tubenfüll- und -Verschließmaschinen zum Verarbeiten von Mehrschichttuben mit Aluminiumföifcie überträgt, ergeben sich im einzelnen folgende Aufgaben:

1.0 Verbesserung der Hochfrequenz-Energiezufuhr vom Generator zu den Schweißelektroden, durch Einfügen einer Verteilerbasis,

2.0 möglichst verlustarme Ausbildung der Verteilerbasis unter gleichmäßiger Verteilung der Hochfrequenz-Energie auf mehrere von der Verteilerbasis aus zu speisende Elektroden,

3.0 Erhöhen des Wirkungsgrades der einzelnen Elektroden, und schließlich

des 4.0 Anpassen und Verbessern des Wirkungsgrades gesamten Hochfrequenz-Zuführungs- und Verteilungssystemes durch elektrische Mittel.

Gelöst werden diese Aufgaben erfindungsgemäß dadurch, daß die im Generator erzeugte Hochfrequenz-Energie zusammen mit dem Kühlmedium über ein flexibles Leitersystem, einer allen Arbeitesträngen gemeinsamen, im Arbeitstakt der Tubenfüll- und -verschließmaschine

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periodisch "bewegbaren und verlustarm ausgebildeten Verteilerbasis zugeführt wird, von welcher aus die Eochfrequenz-Energie sowie das Kühlmedium unter gleichmäßiger Verteilung in eine federn Arbeitsstrang zugeordnete und mit Mitteln zur Erhöhung ihres Wirkungsgrades versehene Elektrode eingespeist und das Kühlmedium von dort wieder zurückgeführt .wird, wocei die Verteilerbasis mit wenigstens einem elektrischen Glied zur spezifischen Anpassung an das im wesentlichen aus dem flexiblen Leitersystem, der Verteilerbasis und der jedem Arbeitsstrang zugeordneten Elektrode bestehende Hochfrequenzteil versehen sein kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist hinsichtlich des flexiblen Leitersystems vorgesehen, daß dieses im wesentlichen aus zwei koaxial ineinander angeordneten, mittels einem dünnwandigen Isolator voneinander getrennten und die Hochfrequenz-Energie führenden gewellten Metallsehläichen od.dgl. besteht, wobei dieses System wiederum von einem zu ihm koaxial angeordneten Kunststoffschlauch od.dgl. umschlossen ist, und wobei sowohl der zwischen diesem Schlauch und dem äußeren Metallschlauch gebildete Ringraum als auch die Seele des inneren Metallschlauches der Zu- und Abfuhr des Kühlmediums dient.

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Sinnvoll ergänzt wird diese Ausgestaitungsweise der Erfindung noch dadurch, daß als Kühlmedium (Leitungs-) Wasser dient.

Zur Realisierung der zu 2,0 genannten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Verteilerbasis im wesentlichen aus zv/ei durch einen Isolator voneinander getrennten planparallelen leiterplatten besteht, auf welchen in Übereinstimmung mit der Anzahl der Arbeitsstränge je zwei zueinander korrespondierend ausgebildete und der Aufnahme der zu verschließenden tubenförmigen Behältnisse dienende ■ Klemmbacken angeordnet sind, von welchen jeweils eine mit einer Hochfrequenz-Energie führenden Elektrode versehen ist, v/elcher über auf den Leiterplatten ortsfest angeordneten Rohren Kühlmittel zu- bzw. abgeführt wird.

In konsequenter Fortentwicklung dieses Lösungsvorschlages ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn die den Klemmbacken-Paaren jeweils zugeordneten Elektroden elektrisch mit der einen, vorzugsweise oberen, Leiterplatte derart verbunden sind, daß diese zum Vergleichmüßigen der allen Elektroden einzuspeisenden Hochfrequenz-Energie in Teilabschnitte: aufgeteilt ist, wobei diese !eil·*· abschnitte spiegelbildlich kongruent sind.

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Besonderes Augenmerk wurde "bei der Gestaltung der Tarteilerbasis auch der Werkstoff-Frage gewidmet: Einea Merkmal der Erfindung zufolge sind dabei die zueinander planparallel angeordneten Leiterplatten und das auf diesen ortsfest angeordnete, dar Kühlmittelführung dienende Rohrleitungs-System desselben Werkstoffes.

Weitere, auf die stoffliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Yerteilerbasis gerichtete Merkmale sind darin zu sehen, daß sowohl die Leiterplatten der Verteilerbasis als auch das auf dieser angeordnete Bohrleitungs-System aus einem metallischen Werkstoff hohen Reinheitsgrades und einer ebensolchen elektrischen und/oder thermischen Leitfähigkeit bestehen, sowie darin, daß die Leiterplatten der Yerteilerbasis und die auf dieser angeordneten Rohrleitungen aus Kupfer oder Aluminium hergestellt siiid.

Ihre erfindungsgemäße Lösung findet die unter Ziffer definierte Aufgabe darin, daß die Mittel zur Erhöhung des Elektroden-Wirkungsgrades im wesentlichen aus einem jeder Elektrode zugeordneten Massekern, etwa Ferrit od.dgl., bestehen, der den geradlinigen, hochfrequenzenergieführenden Teil der Elektrode derart umschließt, daß lediglich die die Schweißverbindung der tubenförmigen Behältnisο bewirkende Seite der vorzugsweise quadratisch ausgebildeten Elektrode vom Massekern freibleibt.

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Baulich sinnvoll ausgestalten läßt'sich dieser Erfindungsvorschlag noch dadurch, daß der die Elektrode etv/a rotationssymmetrisch umschließende Massekern von einem Gießharz-Körper od.dgl. umschlossen ist, der seinerseits, ggf. über ein Zwischenglied, mit der Verteilerbasis verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Lösung zum Anpassen und Verbessern des Wirkungsgrades des Hochfrequenz-Zuführungs- imo. Yerteilungssystems besteht im wesentlichen darin, daß die der Verteilerbasis zugeordneten elektrischen Glieder Kondensatoren sind, welche den beiden Leiöerplatten der Verteilerbasis einzeln parallel geschaltet sind.

Dieser Erfindungsgedanke erhält nach einem letzten Merkmal noch dadurch besondere Bedeutung, wenn die kondensatoren an bzw. auf der Verteilerbasis, vorzugsweise in der Hähe der Anschlußstelle des flexiblen Leitersystems, angeordnet werden.

Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß mit der schlagenen Erfindung mannigfache Vorteile einhergeL^, die im folgenden den derzeit bekannten Lösungen nochmals in der Reihenfolge der schon weiter vorn numerisch angeführten Aufgaben gegenübergestellt werden soIlen:

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Auf induktivem Wege arbeitende Ho chfrequenz-IZIekt ro den Laben in der Kegel nur relativ geringer Spanrrari^sn mia demgemäß relativ holier Stromstärken. Die in bekannten Generatoren enthaltenen Bohrenschwingkreise liefern in der Eegel jedoch gerade hohe Spannungen und geringe Stromstärken. Damit nun jedoch die vorstehend erv/äbirsen·· ._ Erfordernisse zum Betrieb von auf induktives Wege ar--_; :·. beutenden Hochfrequenz-Elektroden erfüllt werden kennen,.. nüssen zunächst einmal durch induktive Ankopplung eines-: Übertragers'die erforderlichen Spannungs- und Stromve rhältnis se hergestellt werden. Die Zuleitung eines derart niedriggespannten Hochfrequenzstromes in die Yerteilungsbasis und mithin in die. Elektroden steil« ein besonderes Problem dar, weil die Hochfrequenz-Schweißpresse periodisch Schließ- und Öffnungsbewegungen auszuführen hat. . _w. ,,.

Zur Übertragung der Hochfrequenz-Energie sind die bekannten flexiblen Flach-"oder Rundb'änder aus feinem Kupferdrcht-Geflecht denkbar ungeeignet, weil die mit^der Schließ- und Öffnungsbewegirng einhergehsnden .Bewegungsvorgänge die Verhältnisse bei der Stromverteilung auf derartigen" Bändern durch den Skineffekt ungünstig beeinflussen, so daß schließlich neben einer unzulässig hohen des Eupferbandes auch mit einer, ungleichmäßigen

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^uifuhr an den Elektroden gerechnet werden muß. Garade •durch &sn letztgenannten unerwünschten Effekt leidet n^heliegenderweise die Qualität einer Schweißnaht in nicht unbeträchtlicher Waise.

'line bekannte Ausführungsfona versuchte schon, dieser und ähnlicher Schwierigkeiten dadurch Herr su werden, daß 2\/ei durch einen Isolator voneinander getrennte Zupfsrblechstreifen von je etwa 1 im Stärke und 1OOÜ-. .150 22m breite aufeinander-ge legt und zusammen U-förmig ge^or^n '..■erden. Dieses auf die geschilderte V/eise eiristanao^a Aggregat wurde sodann als Verbindungsstück zwischen ion beweglichen Schweißelektroden einerseits und de„

Übertrager L :^-jionären Hochfrequenz-33Effi8335Kfii3{K,andererseits installiert. J.-jesehen davon, daß ein solches Aggregat nur bedingt, und dann bestenfalls in einer Achse flexibel ist, aina dessen Verwendbarkeit in der industriellen Praxis auch durch die nicht unerhebliche Erwärmung recht enge Grenzen gesetzt, zumal die Wärmeabfuhr lediglich durch Luftkonvektion bzw. Abstrahlen möglich ist. Es ist lclar, daß dieser bekannte Vorschlag zu relativ großen x-ü-iGSSungen des Hochfraquenz-Übertragungsgliedes führer. rauß, wenn dessen Temperatur nur einigermaßen in tragbaren Grenzen bleiben soll.

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Eine andere bekannte Ausführungsforin besteht darin, ein in einem besonderen Gehäuse installiertes Übertragungs glied, das etwa dem vorstehend schon geschilderten im Aufbau entspricht, unmittelbar an einer beweglichen Elektrode zu befestigen, so daß asr vom Generator erzeugte hochgespannte Eochfrequenzstrom mit einem dementsprechend geeigneten Kabel übertragen werden Irana.

t ■ ■■, ;':■ ■ ;■ ; ■ ■ ■". · ·^:;: Bei diesem bekannten Ausxührungsvorschlag bestehen aus technischer Sicht nicht nur die schon bei der ersten Ausführungsfornt geschilderten Mangel, sondern es wirkt sieh zudem auch der komplizierte und aufwendige Aufbau nachteilig aus.

Demgegenüber verbinden sich mit der erfindungsgeKäßen Lösung gleich eine Reihe von Vorteilen:

Die vorgeschlagene AusführungsfQrm des der Übertragung Hochfrequenz-Energie dienenden Koaxialkabels ist nielrt nur in allen Achsen äußerst flexibel, sondern sudem auch geeignet, recht hohe Induktionsströme zu übertragen. Darüberhinauß wird die im Belastungsfalle auftretende Wärme gut und sicher durch das auf dem Hin- und Rückweg durch das Kabel strömende Wasser abgeführt, was

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ö;ILeicherniaßen auch, für die an das Koaxialkabel angeschlossene Verteilerbasis gilt. Ein besonderer Vorteil besteht schließlich auch darin, daß die Hochfrequenzleitung und zugleich auch.die der Zu- und Abfuhr des Kühlwassers dienende Leitung in eines· einzigen flexiblen Lsltungsstrang zusammengefaßt und vereinigt sind, wodurch letsten Endes das Gebiet um die 'lubenfüll- und -verschließmaschine praktisch frei von störenden und unfallträchtigen Leitungen bleibt.

Die elektrotechnische Ausbildung und Bemessung der bekannten Vorrichtungen bringt zwangsläufig nicht nur Verluste an Hochfrequenz-Energie mit sich, sondern es erfolgt bei ihnen auch eine ungleichmäßige Zuführung dieser Energie zu den einzelnen Schweißelektroden. Die Folge hiervon sind zumindest Schweißnähte unterschiedlicher Qualität und Haltbarkeit. Wenn bei einer Hochleistungs-Üluber.füll- und -verschließmaschine in qualitativer und quantitativer Hinsicht ein· guter bis sehr guter Gesamt-VJirkungs- und ITutzungsgrad augestrebt wird, so muß sich ein solcher zwangsläufig auch auf eine gleichmäßige, zumindest aber vergleichmäßigte Energiezuführung zu den Elektroden beziehen, was, wie schon weiter oben dargestellt» bei den bekannten Vorrichtungen jedoch nicht der Fall ist.

Demgegenüber schafft hier erstmalig die vorgeschlagene Erfindung mit ihrer besonderen Ausbildungsweise durcli-

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greifenden Wandel. Die erfindungsgemäße Ausbildung einer mehrteiligen Yerteilerbasis hat dabei den.Vorteil >o;.er Betriebssicherheit, weil das durch den. Hoelifrequciia-Energiefluß bedingte Erwärmen durch das intensiv wirkende Wasser-Kühlsystem vermieden wird. Dieser Vorteil gilt gleichermaßen auch, für die Schweißolalitrci. ~, die durch die Wirkung dieses Eülilsystems bein -ichvei-;-Vorgang praktisch kalt "bleiben, wodurch wiederum ui beträchtlicher Weise"deren Lebensdauer verlängert wird. Diesen Umstand kossit vor allem deshalb besondere BscLc-utim zu, v/eil die Elektroden in ihrer Ausbildung als hochfrequenzführende leiterschleixen das schwächste Glied in der Kette aller Energieträger darstellen. Die Verlustannut der Yerteilerbasis hat ihre Ursache überdies auch darin, daß-deren beiden Leiterplatten sehr dicht, lediglich von einem dünnen, jedoch hochwirksamen Isolator voneinander getrennt, aufeinanderliegen» so daß die Anordnung zudem auch praktisch frei_vvon hochfrequente: Störstahlungen' ist. Die spiegelbildlich kongruente .iusbildung der die untere Leiterplatte bildenden Teilplatten 'gewährleistet schließlich auch eine äußerst gleichmäßige Verteilung der Hochfrequens-Energie auf alle Elektroden. Hierdurch wird eine völlige Gleichheit der Schweißnähte aller zugleich in einen Arbeitstakt zu verschweißer-den Tuben im Sinne hoher Schweißnaht-Festigkeit verbürgt.

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BAB ORIGINAL

Zi; bekannten, als Seht/elEalaktroden dlenezidcn Hooker; riisns-Iielterselileifon begn^an sich in ihrer

gswaise ialt dornen und zudem mir unvollkeimen gekühlten Sohren runden oder quadratischen C-ersehnittes.

Zzzi^sganiiber lehrt die Erfindung.,, daß der l.^:irIoHin;3- ^•rad der einzelnen, den Yersclv>7elß3n mehrschichtiger ijuecn dienenden Elektroden dadurch wirlrsam erhöht verden Irann^ daß der geradlinise strcmfillirende 2all ^der dieser Elektroden salt einen etwa aus ferrit cd.dgl. 'oestehenden sjlindrischen Kasselcern umkleidet λ/lrd, vrobei lediglieh die sehv/aiSv/irksame, an der susammen- £;epre3ten !Tubenv.'andunj angedr"delete Elektrodenseite von -■-"asselrem frelbleibt. Auf dleae ¥else v/ird der !.ndulntive Widerstand der Elektroden spürbar vergröE.-'t;, \:z.z v/iedarun zu einer stärkeren Kraftlinien-Eonzentratlon an der Schv/eißstelle sowie au einem erhöhten Spannungsabfall über der Elektrode führt. Durch diese Kaßnalme wird erreicht, daß die Subenfüll- und -·verschließmaschine ~:it kürzeren Schweißseiten auckomnt; das Verkürzen der Schweißzeit ist identisch mit einer gesteigerten lolDtuns der Maschine.und der Ihr möglicherweise nachteschalteten Aggregate.

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üiine Ausbildimgsweise der Erfindung, die die "bslrcjsirisci Lösungen vermissen lassan₃ besteht Ia der An- bstr. Zuordnung elektrischer Kondensatoren an bzw. sü der ITsrteilerbasis. Diese Kondensatoren v/erd-sn dabei zu. doii beiden leiterplatten dar Terteilerbasis einzeln parallel geschaltet. Durch diese Maßnahme v/lrd eine .Anpassung des aus dem flexiblen Koaxialkabel, der Verteilerbasis und äen Schweißelektroden bestehenden Hochxroquansteil an den Generator mit er gleichseitiger Verbesserung aas I'Jirkungsgrades sichergestellt.

Versiielisv/eise vorgenommene Messungen zeigten, daß die gewünschte Anpassung an den Generator durch das Anordnen von Kondensatoren erreicht wird, wie auch die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten IfeSwrerte deutllj-L. aeigen: ■ '"

Zahl der Konden satoren	Generator- Spannung	Spannung an der Verteiler— basis	Spannung a.d. einzeln. Elektroden Pe]	Generator ■ - Eelastoiig ^}
0	300 .	130	1. = 61 2. =59 3. =58 4- = 62	ι ΪΟΟ
4 .-v	300	200	t. = 89 2. = 88 3. = 88 4. =91	ΐ 85 '

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ΒΑ® OBKiINAL

Dor Spannungsabfall szi flexiblen Koaxialkabel verhinderte eich bei den obigen I-Isssungsn von 170 auf 100 Tc1"g; die Spannung an den Elektroden hingegen stieg \^ro:i durchschnitt; lic-ji 60 auf durchschnittlich SO Volt; die Enorgieb^lastung das Generators verminderte sich, von "ursprünglich "iOO/S bei 0 kondensatoren a*af 85'/-· Dei 4 kondensatoren.

In dar Seichnung ist die Erfindung an einem AusfUhrunsS-sbeiopiel dargestellt, ohne sich indes in dieses allein su erschöpfen. Ξ-s zeigt dabei

Ii-Z- 1 die Verteilerbasis vcn unten gesehen, "Ig. 2 die Verteilerbasis von oben gesehen, .

I^-Ig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Fig. 1 entlang

der Schnittlinie Ι...Σ
I'ig. 4 eine von eines Gießharz-Block umschlossene Eld-t

mit einem sie umgehenden I-iassekem, ]?ig. 5 eine schematisehe Darstellung von Generator, Koaxialkabel und Terteilerbasis sit an dieser

angeschlossenen Eondensatoren, und schließlich' Pig. 6 einen Vertikalschnitt durch das Koaxialkabel.

Die" in den Pig. 1 und 2 in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Verteilerbasis- besteht^im..wesentlichen, aus der

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unteren Leiterplatte 11 und der oberen Leiterplatte Zwischen diesen beiden Platten befindet sich ein dünner, jedoch höchst wirkungsvoller Isolator 13," z.B. ein Werkstoff, wie er unter dem Handelsnamen "Teflon" bekannt ist.

Die untere Leiterplatte 11 ist in mehrere Teilabschnitte 11a, 11b und 11c unterteilt, wobei die Teile 11a, lib zueinander etwa spiegelbildlich kongruent sind.

Zum Anschluß der Elektroden 14 (vgl. auch Pig. 4) sind auf den Teilabschnitten 11a, 11b, 11c Klemmstücke 15 angeordnet, die zu den isoliert auf der Leiterplatte 12, befestigten Klemmstücken 16 korrespondierend ausgebildet sind.

Das zur Kühlung der Verteilerbasis 10 und der Elektroden benötigte Kühlwasser tritt in Pfeilrichtung (Pig. 1 ) beim Anschlußnippel 17 ein, verteilt sich in dessen Nähe in die ortsfest auf dem Teilabschnitt 11c angeordneten Kühlrohre 11c' und 11c^tf, von diesen zu den nächstgelegenen Klemmstücken 15 und den Elektroden Nach Durchlaufen der Elektroden 14 gelangt das Kühlwasser sodann in die nächstgelegenen Klemmstücke 16, von welchen aus es über die ortsfest auf den Teilab- . schnitten 11a, 11b befestigten Kühlrohre 11a¹, 11b¹ ....

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ie von Ansohlußnippel 17 femerliegendGn L-lerrn- ^uvLcke 15_S Sl el: t ro den 14 ^^.d lllermstiicka 16 gelang, L-ir Zühl-ra-Sser-Eiicklaiif erfolgt sodann über diese 'ro

i:n auf der olaarsn Leiterplatte 12 (Fig. 2) ortsfest c.^j^'brdahten Eohrleitunsen 12% 12'"₉ dia sich in da LTLLha des J^isohlxißnippels 13 wieder vereinigt:. ~jl-~ so über diesen in Pfeilrichtiizig (Pig* 2)

In d^r für das Kühlicassar "besclirie"be2ien Weise erfolgt auDh das Zu- und Abführen der Hochfrequenz-Energie ü-l ~ (vcii) den Hlektroden 14. Lie den Eückschluß der LTci'j.freqzens-Iciergie "beWirkenden und su den Blektrod^n-I.Zii~j:ibacken 14a (ü?ig. 4) korrespondierend ausgebildet0:1 C :,jcn"bacl:en sind aus G-ründen übersichtlicherer Darstal" vj^. fortgelassen.

Lie prinür das Verschweißen der offenen, jedoch zusamnen-,^edriiekten iubeneiiden (nicht dargestellt) bewirkende Llektrode 14 ist im einseinen In Eig. 4 la vergrößo*jon I-IaSstab gezeigt:

ZDlektrode besteht aus einem schleifenförmig ausgebildeten Induktor I4 von vorzugsweise Γ. vorschnitt; in seinen Inneren (14b) fließt in schon ■beschriebener V/eise da3 Eühlmediun.

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Dsr geradlinige, mit 14s. "bezeichnete und der au vsr— ' ' ~ schweißenden 2ube zugekehrte "!eil der Ijiduktorschls-fe ist auf seiner ganzen Länge von einem Massekern (19)₅ ■z.B. aus Perrit o.dgl. umgeben; lediglich der der 5u.ce unmittelbar- zugekehrte 2eil des Massekemes ist zxzz Durchtritt des Induktorsehleixenteiles 14c freigearbeitet. Die Induktorsehleife 14 samt sie rangehende::. ™ I^ssekern 19 sind in den aus G-ießhara bestehenden Β-ο&ε. eingebettet, der unter entsprechender "SOnsgestaltiiag augleich die Klemmhacke 14a bildet. Die Sleisshaeke 14-v/iaderum ist mit wines unter Zv/isciienfügen eines Isolcjors 20 zweiteilig ausgebildeten Zv/ischenstück 21 verbunden, das seinerseits auf den korrespondierend gestalteten Klemmstüeken 15, 16 (Fig. 1) befestigt ist.

In Pig. 5 sind die "beiden !Leiterplatten 11, 12 unter Weglassendes zwischen ihnen angeordneten Isolators 13 schematisch dargestellt. Sie sind über das nachstehend noch näher beschriebene flexible Koaxialkabel 24 niit dem Eoclifr3-v^oii2-Generator 25 verbunden. Das Zuführen der'Hochfrequenz-Energie erfolgt also vom Generator 25» Koaxialkabel 24, Leiterplatte 11 su den Elektroden 14 und damit au den zu verschweißenden (nicht dargestellten) iuben und %^ron dort aus über Leiterplatte 12, Koaxialkabel 24 zurück sum Generator 25.

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Z'^-L Anpassen und Verbessern des liirkungsgrades vcia gesaraten Ivcclifrequsns-Sufuhr- und Yerteilmigssystess sind die Konden satoren 23 vorgesehen., die nittels der Halter 22 {iig. 1) auf der Verteilerbasis 10 befestigt sind; die Kondensatoren 23 sind dabei einzeln der Terteilerbasis 10 in Parallelschaltung zugeordnet. Ais. sweelcnäßig mid TortGilhaft hat cc sich erwiesen, die Ecndeasatorsn 23 an baw. aiif d^r Ver-■ceilerbasis 10 in der Uähe der inschluSstelle des flszi'blea. Koaxialkabels 24

Das in Pig. 6 dargestellte Koaxialkabel besteht (voaß aaBen nach innen) aus einem EimststofiEchlauch 26 grö£pren Lu.rch~ sescers, einem äußerer·., der Hoelifreauens-Energieübertragung dienenden gewellten l-Iatallschlaticli 27, einem Isolator 28 cii'id aus einem, inneren, ebenfalls der Hochfreouens-Eaersieübertragung dienenden gewellten Metallschlauch.29 *

lor Zulauf des Kühlwassers, das dea Generator.25 über eine nicht dargestellte Leitung zugeführt wird, in das flexible Koaxialkabel erfolgt durch das Innere des g3-v;eliten Metallschlauches 29 (Pfeil); sum Hückxühren des Kühlwassers sun Generator 25 hingegen -wird der sv/ischen άοπ kunststoff schlauch. 26 und des gev/ellten Metallschlauch sicli ergebende Eingravun benutzt (Pfeil, dem erstgenarj.iten Pfeil entgegengesetst gerichtet, vgl. Fig. 6).

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ORIGINAL

Claims

Patentanspruch

i^

ί.) Vorrichtung zürn. Herstellen.von Qnerverschlus-ssii a:z susanziendrückbaren iz^bzuzcmi^an. Behältnis ζ 3:1_; die __■_·.. mindestens au3· je einer aiiSersn Ketall- und elnoinneren Kmiststoi'fsehiclrö bestehen,.mittels ι.ή einen Generator erzeugter nad den eu vsrsclilieSenden Behältnissen, über Bidet rc clan auf incuktivsn Uags 2'agefÜlirter hochirecuenter Z'j2.er'gie₉ insbescnd-3^3 in einer !Eubenxüll- πζια -verschlic-ijiascliine, in

Füllen, Verschließen und JS'eseimeiden der tubenföriii^cn Behältnisse in wenigstens 2v/ai suoinander parallel. " ._; angeordneten Arbeitssträngen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, ' daß die im Generator (25) erzeugte Hochfre-Duer.s-lJ.i^L-jie ausarten mit. des.-Eüiilnediun über ein flexibles .lcitor-. .system (26h27, 23, 29) einer alien Arbsit^^trängcji . gemeinsamen,- im Ärbditßtckt der Subcnfüll- \md -νει--schließmaschiiie-periodisch bewegbaren und verliwtarm ausgebildeten Terteilerbasis (10) sugefidrr!; wird» von welcher aus die Kochfr-equens-Siisrgie sov/ie- das Kühlmedium unter gleichn:ä£iger Yei'teilung in eine jedem Arbeitsstrang zugeordnete und mit Mitteln (.19) zur Erhöhung ihres Wirkungsgrades versehene Elektrode (14)

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eingespeist tird aas Hüliln-ädiun von dort wieder üiirü-Gl-r—

i2o_P 27, 23, 29) _s dsr Vsrtaileroasis (10) i^ici der :^„^ -.rbsit3streng zu^oera-j-otsii Els2:trod,3 (14) "b3£ta2ij;iii2 Eoch— froq_uo-23tail v^rssliszi sain lrann. ' ■

Torrichturs nacii i-ispruoh I₃

i^,iiLr^2i 3;j:Gr.r.23iC£inst j

dc3 era flariiüle Isitarcjsteii_is wesentlichen aus sivsi kocr:ial insinander anccordnaten, mittels ei"3^: d^-öm:. mcLige

(23

23) -/onainsiiclär ^atrciiate]! imd dio* Hocliiiro^u^n

Xc-lctor (

. Liiwr^is führenden gewalltεη ICatallschläuchsn (27» 29) cd.d^l. bastsht» -^cbüi dieses System v/ied^run v^·^ einen ca ihn Iiocjrial c:i^;cordrit32i Ilimst stoff schlauch ;2S) oi.d ■u^cchlüc^Gn ist, ur.d v/obsi lEJO^/ohi der zivicciacn diosazi Se-J-auoh (2o) LJHd des d:u.D er an -i-is-call schlauch (27) ge Hin^raun al3 a"acli die Ceslo dos inneren I-Ie;rll3jlilauc!ies (29) der Su- und Α'αί'^χ· des Eüiilaediuss dient.

5. Vorriclitimo nach Anspruch. 1 und 2,
dadurch ^elcerjiceiclmst,
daß als KüiiliüGdiuin (Leitmis'3-) Wasser¹ dient.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Verteilerbasis (10) im wesentlichen aus zwei durch einen Isolator (13) voneinander getrennten planparallelen Leiterplatten (11, 12) besteht, auf welchen in Übereinstimmung mit der Anzahl der Arbeitsstränge je zwei zueinander korrespondierend _fc ausgebildete und der Aufnahme der zu verschließenden tubenförmigen Behältnisse dienende Klemmbacken (z.B. 14a) angeordnet sind, von welchen jeweils eine mit " einer Hochfrequenz-Energie führenden Elektrode (14) versehen ist, welcher über auf den Leiterplatten (11, 12) ortsfest angeordneten Bohren (11a*, 11b*, 11c¹, 11c¹¹,. 12», 12") Kühlmittel zu- bzw. abgeführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, ™ dadurch gekennzeichnet, ■

daß die den Klemmbacken-Paaren (14a) jeweils zugeordneten Elektroden (14) elektrisch mit der einen, vorzugsweise oberen, Leiterplatte (12) derart verbunden sind, daß diese zum Vergleichmäßigen der allen Elektroden (14) einzuspeisenden Hochfrequenz-Energie in Teilabschnitte (11a, 11b, 11c) aufgeteilt ist, wobei die Teilabschnitte (11a, 11b) spiegelbildlich kongruent sind.

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c£.S so\-7cbl. die¹ Iciterplztten (I1_f 12) dar' D2.sls (10) als aueli d^s auf dieser es^acrc

stss (1'Ia*', HV , 1fc^l■,"- He»»., Ί2\ 12^s

aus eines nctalll53lissi i/siiiistoxx hohen Eeir-beits- ßTz.ü.es *üid einer ec-ensolclzc-n elslrtriseliea und/cder

tiäZiiv^sit besteliea.

3. Vorrichtung nacli £nspnich 6 und 7» " '"" "

daß die Leiterplatter (11, 12} der Teriellertiasis (10) und die auf dies sr angöcrdseten Rohrleitung©:! (11a^f, 111)*", 11c'_s itc'% 12«_t 12^) aus KupiTer ; oder Alirainiira -bestehen·

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9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4_S dadurch geksmiseicLiiciti

daß die liittel" siir I^rlivl:;;"!^ dos BlGktrcus2i-~^T.".^rirZnu.^j:~ grades im wesentllchc-ri ^:ans eir.sm. jeder ülektrcda (14) sngeordiiaten KasE$l:Gm ("J), etva Perrit od. dgl.,-

IjSc üti-criJ. j der ü.oil _cc;-dG. ij-Ili^c-rij iluCij.x^.c. ^_^.c; .—

r der tubenförmigen Behältnisse baiTirlcenda Ssiti; (I4c"

der vorzugsweise cuadrati^cli -ausgebirde-^-öii Zliktroclo -_v vom liassekern (19) freibleibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9»
aadurch gekennsoichnet,

daß der die Elektrode' (14) etv;a rot£.tic2is37metri_oh umsohlieSende I-Iasselrer^. (19) von einen Gioßlx^rz-CJi-r;--(14a) od.dgl. nsiBCiilossen ist, der seiüer£ci\-~₉ Jj-über ein Zwischenglied' (2I)₉ nit der Yerteilerb'^sj,- _i'iö) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach JLnspruch 1 bis 10» dadurch gekezmEeicIi^Let,- " '

daß die der Verteilerbasis (10) stis-acrdneten eX.ektr-ibwIi Glieder KcndensatorGii (23) sind, v;elc:ie den 'ceicc-n" Leiterplatten (11, 12) dar Varteilarbasis (10) einzeln

!
parallel geschaltet sir_d.

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daß als ICondeiasato2?an (23) an bav/. auf der Ysrtellert£.3is (10), vorsu^sv.'sise in der !Iahe' der jLisclilrißGtell (17) d53 fIexi"ulen Leitersjstese's (26, 27, 28,.29)>an t sein körmsii. . " . .

isciie Patentschrift ITo. 214 471
Zeitschrift "Heue Verpackung", 22. Jg., August 1969

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