DE102004063109A1

DE102004063109A1 - Verfahren und Mittel zum Verbinden und/oder Abdichten von Teilen

Info

Publication number: DE102004063109A1
Application number: DE102004063109A
Authority: DE
Inventors: Bernd Seltmann
Original assignee: 3H KUNSTSTOFFTECHNIK TINTELNOT; 3H KUNSTSTOFFTECHNIK TINTELNOT GmbH
Current assignee: 3H KUNSTSTOFFTECHNIK TINTELNOT; 3H KUNSTSTOFFTECHNIK TINTELNOT GmbH
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-07-13

Abstract

Ein Verfahren zum Verbinden von Teilen und/oder zum Abdichten des Zwischenraumes zwischen den Teilen mittels elektromagnetischer Induktion umfasst die Schritte: DOLLAR A - Bereitstellen von mindestens zwei zu verbindenden Teilen (1, 2), DOLLAR A - Bereitstellen einer durch Induktion elektrisch ankoppelbaren Einlage (6), welche zumindest eine elektrisch leitende Schicht (7) aufweist, DOLLAR A - Anordnen der Einlage (6) im Bereich zwischen den Teilen (1, 2) und Zusammenbau der Teile (1, 2), DOLLAR A - Einbringen des die Einlage (6) umfassenden Bereichs der Baugruppe in ein Induktionsfeld zum elektromagnetischen Ankoppeln und Erwärmen der Einlage (6) durch induzierten elektrischen Strom, DOLLAR A - Erweichen thermoplastischen Materials (8) im unmittelbaren Bereich der Einlage (6), so dass das thermoplastische Material (8) zu einer Verbindung, Verklebung und/oder Abdichtung führt, DOLLAR A - Abkühlen der Baugruppe. DOLLAR A Des Weiteren ist eine Einlage (6) zum materialschlüssigen Verbinden von Teilen (1, 2) und/oder zum Abdichten des Zwischenraums zwischen den Teilen (1, 2) mittels elektromagnetischer Induktion mit einer elektrisch leitenden Schicht (7) angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Mittel zum Verbinden von Teilen und/oder zum Abdichten des Zwischenraums zwischen den Teilen mittels elektromagnetischer Induktion.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich grundsätzlich zum Verbinden von Teilen und/oder zum Abdichten des Zwischenraums zwischen den Teilen anwenden, wobei die Teile grundsätzlich eine beliebige Ausgestaltung und Form aufweisen können. Unterschiedliche Materialien sind denkbar. So ist hier lediglich beispielhaft von einer speziellen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Rede, nämlich wenn Spritz-, Portionier- oder Deckeleinsätze bzw. Verschlüsse mit Behältern jedweder Art kombiniert werden.

Bei den Behältern kann es sich um Kunststoffflaschen als Umverpackung für Kosmetika, Lebensmittel oder Reinigungsmittel wie auch ganz allgemein für Chemikalien handeln. Behältnisse aus Glas kommen dabei auch in Frage.

Extrudierte und spritzgusstechnisch hergestellte Behälter wie auch gläserne Behälter der vorgenannten Art werden häufig mit einem Verschluss oder Einsatz versehen. Dieser Einsatz dient meist zum kontrollierten Ausspritzen oder Portionieren des Inhalts. Des Weiteren ist es möglich, einen Einsatz in den Behälter einzubringen, der die Deckelkonstruktion für den Behälter, bspw. einen Klappdeckel, umfasst.

Gewöhnlich wird zum Einbringen des Einsatzes in den Behälter ein Verschluss (z.B. eine Schraubkappe) schon beim Verschlusslieferant mit dem entsprechenden Einsatz komplettiert, so dass der Einsatz beim Verschließen des Behälters in die Mündung einpressbar ist.

Nach dem aus der Praxis bekannten Stand der Technik weist der Einsatz beispielsweise eine umlaufende Dichtlippe auf, die in einer kreisrunden Nut innerhalb des Behälters zur Anlage kommen kann. Wahlweise kann auch der Einsatz eine kreisrunde Nut aufweisen, während die Öffnung des Behälters eine umlaufende Dichtlippe aufweisen kann. Damit ist der Einsatz formschlüssig am Behälter festgelegt. Des Weiteren ist es üblich, den Einsatz einfach in die (Flaschen-) Öffnung des Behälters einzupressen. Der Einsatz ist damit lediglich kraftschlüssig mit dem Behälter verbunden.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Einbringen von vorgenannten Einsätzen in solche Behälter sowie die bekannten Einsätze sind jedoch in verschiedener Hinsicht nachteilig.

Bei den in Rede stehenden extrudierten oder spritzgusstechnisch hergestellten Behältern oder bei Glasflaschen handelt es sich im Allgemeinen um billige Massenprodukte, die bezüglich ihrer Abmessungen besonders große Toleranzbereiche aufweisen. Für die aus dem Stand der Technik bekannten Einsätze gilt Entsprechendes. Durch die großen Toleranzen und die damit stark schwankenden Spaltmaße ist die Abdichtung solcher Behälter mit üblichen Methoden, beispielsweise herkömmlichen Dichtringen, schwierig und aufwendig. Bei einem besonders großen Dichtspalt kann die Klemmwirkung und damit die Abdichtung des vorgesehenen Dichtrings nicht ausreichend sein. Gleichzeitig kann bei einem besonders engen Dichtspalt die Klemmwirkung des vorgesehenen Dichtrings so groß sein, dass sich die Verbindung nicht mehr herstellen lässt oder der Behälter aufgrund hoher Spannungen bei der Montage zerstört wird.

Des Weiteren können herkömmliche Dichtungen beim Zusammenbau der abzudichtenden Teile beschädigt werden, wodurch die Dichtwirkung verloren geht.

Dies hat zur Folge, dass bei den aus dem Stand der Technik bekannten Einsätzen für entsprechende Behälter sowie den bekannten Verfahren zum form- oder kraftschlüssigen Festlegen von Einsätzen in diese Behälter meistens keine befriedigende Dichtwirkung des Einsatzes gegen die Behälterwand erzielt wird. Bei besonders kriechfreudigen Medien oder bei einer liegenden Lagerung bzw. Transport der Behälter treten oftmals Undichtigkeiten auf. Beispielsweise treten bei einem Transport der Behälter mit einem Flugzeug oftmals Undichtigkeiten durch die auftretenden Druckunterschiede auf. Dies hat zur Folge, dass Behälter mit entsprechenden Leckagen aus dem Verkauf genommen werden müssen. Des Weiteren verschmutzen solche Behälter die übrige Ware und führen, falls die Kontamination nicht rechtzeitig vom Verkaufspersonal bemerkt wird, zu einer Verärgerung der Kundschaft.

Werden aggressive und/oder toxische Medien in die entsprechenden Behälter abgefüllt, hier seien lediglich beispielhaft Sanitärreiniger erwähnt, können auftretende Undichtigkeiten sogar zu einer ernsthaften Gesundheitsgefährdung führen.

Neben den vorgenannten Behältern nebst Einsätzen sei explizit noch auf ein weiteres, im entsprechenden technischen Gebiet beobachtetes Problem verwiesen. In den letzten Jahren erfreuen sich – insbesondere bei den Herstellern von Körperpflegemitteln – sog. Prellverschlüsse steigender Beliebtheit. Diese Prellverschlüsse sind beispielsweise von Shampooflaschen bekannt. Hierbei weist der Kunststoffbehälter am Flaschenhals eine umlaufende Dichtlippe auf, während der Verschluss eine Öffnung für den Flaschenhals umfasst, der im ungedehnten Zustand nicht über die Dichtlippe schiebbar ist. Zum Verschließen des Behälters wird der Verschluss mit einem Kraftimpuls über die Dichtlippe des Flaschenhalses geschoben, gleichsam auf den Flaschenhals aufgeschlagen.

Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, dass die hierbei erzielte Dichtwirkung üblicherweise nur unbefriedigend sein kann.

Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum sicheren Verbinden von Teilen und/oder zum sicheren und zuverlässigen Abdichten des Zwischenraums zwischen den Teilen anzugeben, wobei sich dieses Verfahren nicht nur auf das Verbinden von Behältern und Einsätzen bzw. auf das Abdichten von vorgenannten Behältern bezieht, sondern grundsätzlich auf das Verbinden von Teilen jedweder Art.

Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mittel bereitzustellen, mit dem das vorgenannte Verfahren durchgeführt werden kann.

Die voranstehende Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach liegt der Erfindung die Idee zugrunde, eine Verbindung von Teilen und/oder zum Abdichten des Zwischenraums zwischen den Teilen mittels elektromagnetischer Induktion zu bewerkstelligen. Das vorgeschlagene Verfahren weist erfindungsgemäß die folgenden Schritte auf:

– Bereitstellen von mindestens zwei zu verbindenden Teilen,
– Bereitstellen einer durch Induktion elektrisch ankoppelbaren Einlage, welche zumindest eine elektrisch leitende Schicht aufweist,
– Anordnen der Einlage im Bereich zwischen den Teilen und Zusammenbau der Teile,
– Einbringen des die Einlage umfassenden Bereichs der Baugruppe in ein Induktionsfeld zum elektromagnetischen Ankoppeln und Erwärmen der Einlage durch induzierten elektrischen Strom,
– Erweichen thermoplastischen Materials im unmittelbaren Bereich der Einlage, so dass das thermoplastische Material zu einer Verbindung, Verklebung und/oder Abdichtung führt,
– Abkühlen der Baugruppe.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein berührungsloses Abdichten bzw. Verbinden von Teilen erfolgen kann, in dem ein zur Abdichtung vorgesehenes thermoplastisches Material mittels elektromagnetischer Induktion erwärmt wird.

Weiterhin ist erkannt worden, dass zur Erwärmung des thermoplastischen Materials mittels elektromagnetischer Induktion eine elektrisch ankoppelbare Einlage im Bereich des Dichtungs-/Verbindungsspalts vorzusehen ist.

Erfindungsgemäß ist weiter erkannt worden, dass beim Verbinden von Teilen oder zum Abdichten eines Zwischenraums auch sehr große Spaltmaße überbrückt werden können, sofern die Dichtung erst dann hergestellt wird, wenn sich die zu verbindenden/abzudichtenden Teile bereits in eingebautem Zustand befinden. Das durch elektromagnetische Induktion erweichende thermoplastische Material fließt selbständig in den abzudichtenden Spalt und führt zu einer lückenlosen Verbindung der beiden Teile, ohne dass die entstandene Dichtung durch einen späteren Zusammenbau der zu verbindenden Teile beschädigt werden könnte.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß erkannt worden, dass das vorgeschlagene Verfahren ganz hervorragend dazu geeignet ist, eine zuverlässige Verbindung von Teilen mit besonders großer Fertigungstoleranz zu ermöglichen.

Wie bereits einleitend erwähnt worden ist, lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell zwei Teile jedweder Form und aus jedem beliebigen Material verbinden bzw. abdichten.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als erstes Teil ein Teil aus Kunststoff, Metall oder Glas bereitgestellt. Ein Teil aus Kunststoff ist besonders zu bevorzugen, da es sich im Allgemeinen nicht um einen elektrischen Leiter handelt und dadurch keinen Angriffspunkt für das benötigte elektromagnetische Induktionsfeld darstellt. Es ist jedoch ebenfalls möglich, als erstes Teil ein Teil aus Metall zu bereitzustellen, insbesondere dann, wenn das benötigte elektromagnetische Induktionsfeld besonders genau auf einen bestimmten lokalen Bereich beschränkt werden kann. In diesem Fall kann die Verwendung eines ersten Teils aus Metall sogar vorteilhaft sein, weil dann das Metall des ersten Teils neben der verwendeten Einlage zusätzlich zum Erweichen des thermoplastischen Materials zum Dichten bzw. Verbinden beitragen kann.

In bevorzugter Weise wird als erstes Teil ein Teil aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) bereitgestellt. Diese Kunststoffe stellen kein Hindernis und keinen Angriffspunkt für das verwendete elektromagnetische Feld dar. Des Weiteren werden die genannten Kunststoffe üblicherweise zur Herstellung der in der Beschreibungseinleitung erwähnten Produkte verwendet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass als erstes Teil ein Teil aus einem anderen, beliebigen Kunststoff bereitgestellt wird.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird als erstes Teil ein Behälter für Lebensmittel, Körperpflegemittel, Raumpflegemittel oder dergleichen bereitgestellt. Damit sind jene Ausgangsprodukte umfasst, auf die in der Beschreibungseinleitung – lediglich beispielhaft – Bezug genommen worden ist. Lediglich als Beispiele für die Art der bereitgestellten Behälter seien hier weiter genannt Arzneimittelverpackungen, -fläschchen, Kosmetikbehälter, Behälter für Leichtlauföl für den Hobbybereich, sowie viele mehr. Die hier genannten Behälter sind üblicherweise aus Glas oder Kunststoff gefertigt. Unter bestimmten, weiter oben angeführten Bedingungen können aber auch Behälter aus Metall bereitgestellt werden.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Behälter bereits vor dem Zusammenbau der Teile befüllt. Dies hat den großen Vorteil, dass der Behälter durch eine große, während seiner Herstellung ausgebildeten Öffnung mit dem späteren Inhalt befüllt werden kann. Danach kann der Einsatz in den in Rede stehenden Behälter eingesetzt werden, woraufhin in erfindungsgemäßer Weise eine Abdichtung bzw. Verbindung hergestellt wird. Der Behälter wird daraufhin noch ggf. mit einem Verschluss versehen und kann danach in den Verkauf gelangen.

Es ist prinzipiell denkbar, dass auch als zweites Teil ein Teil jedweder Form sowie aus beliebigem Material bereitgestellt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als zweites Teil ein Teil aus Kunststoff, Metall oder Glas bereitgestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, sei diesbezüglich auf die Ausführungen bezüglich des ersten Teils verwiesen.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als zweites Teil ein Teil aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) bereitgestellt. Hierdurch sind u.a. die vorgenannten Einsätze bzw. Deckelkonstruktionen für Behälter jedweder Art umfasst.

Als zweites Teil kann ein Spritz- oder Portioniereinsatz, ein (Klapp-)Deckeleinsatz, ein Schraub- oder Prellverschluss oder dergleichen bereitgestellt werden. Diese Einsätze finden üblicherweise bei den bereits mehrfach vorgenannten Behältern Anwendung, wobei hier jedoch auch andere Konstruktionen denkbar sind. Die in Rede stehenden Einsätze sind üblicherweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen oder Polyethylen gefertigt, können jedoch auch aus jedem anderen Material bestehen. Es ist beispielsweise sogar denkbar, dass als zweites Teil ein metallischer Einsatz für einen Behälter bereitgestellt wird. Dieser Einsatz würde demnach zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Einlage von dem vorgesehenen elektromagnetischen Feld erwärmt werden und könnte so zum Erweichen des thermoplastischen Materials im Bereich des Dicht- bzw. Verbindungsspalts beitragen.

In ganz bevorzugter Weise wird als zweites Teil ein Einsatz oder Verschluss für einen Behälter für Lebensmittel, Körperpflegemittel, Raumpflegemittel oder dergleichen bereitgestellt. Diese Einsätze weisen üblicherweise einen mittigen Durchgang auf, der einen deutlich geringeren Durchmesser verglichen mit der (Flaschen) Öffnung des Behälters besitzt. Des Weiteren sind beispielsweise für Fläschchen, die Arzneimittel in flüssiger Form enthalten, Einsätze bekannt, die neben der Portionierwirkung in Tropfenform auch die Einleitung von Umgebungsluft als Ersatz für die entnommene Wirkstoffmenge bewerkstelligen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Einlage bereitgestellt werden, die eine Metallfolie als elektrisch leitende Schicht aufweist. Handelsübliche Metallfolien sind kostengünstig verfügbar und können mit breitgefächerten Spezifikationen bezogen werden. Solche Metallfolien sind im Allgemeinen flexibel und können daher jede gewünschte Form der erfindungsgemäßen Einlage nachvollziehen.

Es kann beispielsweise eine Einlage bereitgestellt werden, bei der die Metallfolie, die die elektrisch leitende Schicht der Einlage bildet, aus Aluminium besteht. Aluminiumfolie wird in allen denkbaren Spezifikationen (Dicke der Folie, Prägung, etc.) angeboten und ist vergleichsweise kostengünstig verfügbar. Darüber hinaus stellt Aluminium einen hervorragenden elektrischen Leiter dar und ist daher zum Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren ganz besonders gut geeignet.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine elektrisch ankoppelbare Einlage bereitgestellt, die neben einer elektrisch leitenden Schicht eine Trägerschicht aus Metall, Kunststoff oder Karton aufweist. Diese Trägerschicht führt zu einer Stabilisierung der erfindungsgemäßen Einlage und erleichtert den Zusammenbau der Teile. Des Weiteren wird durch das Vorsehen einer Trägerschicht die Wahrscheinlichkeit verringert, die erfindungsgemäße Einlage beim Zusammenbau der Teile zu beschädigen. Die Einlage kann je nach Anwendungszweck und erforderlicher Stabilität auch mit weiteren Schichten aus Metall, Kunststoff oder Karton bereitgestellt werden.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Einlage bereitgestellt, die auf der Unter- und/oder Oberseite eine zumindest segmentweise Beschichtung mit einem thermoplastischen Material aufweist. In dieser Ausführungsform wird als Einlage ein Verbundstoff bereitgestellt, der bereits das thermoplastische Material enthält, das später im eingebauten Zu stand und während der elektrischen Ankopplung der Einlage durch das anliegende elektromagnetische Induktionsfeld zum Abdichten bzw. Verbinden von Teilen führt. Sollen die Teile lediglich materialschlüssig verbunden werden, oder ist das aufgetragene Dichtmaterial im erweichten Zustand besonders fließfähig, kann es ausreichend sein, dass eine Einlage bereitgestellt wird, die lediglich segmentweise mit dem thermoplastischen Material beschichtet ist. Hierdurch wird eine besonders sparsame Verwendung des thermoplastischen Materials erzielt. Soll eine besonders sichere Dichtwirkung erzielt werden, oder ist der auszufüllende Dichtspalt besonders breit und/oder mit besonders großer Toleranz behaftet, ist ein Bereitstellen einer Einlage mit einer vollständigen Beschichtung mit thermoplastischem Material zu bevorzugen.

Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem eine Einlage bereitgestellt wird, bei der das thermoplastische Material Heißkleber oder Dichtmaterial umfasst. Durch eine segmentweise oder vollständige Beschichtung einer oder beider Seiten der Einlage mit einem Heißkleber- oder Dichtmaterial und die Bereitstellung dieser Einlage im erfindungsgemäßen Verfahren ist das Verfahren ganz besonders hervorragend dazu geeignet, beliebige Teile miteinander zu verbinden oder den Zwischenraum zwischen den Teilen abzudichten. Sollen Teile miteinander verbunden werden, wird eine Einlage, welche mit Heißkleber oder ähnlichem beschichtet ist, bereitgestellt. Bei der Erhitzung der erfindungsgemäßen Einlage während des Beaufschlagens mit dem elektromagnetischen Induktionsfeld schmilzt der Heißkleber und füllt den Zwischenraum zwischen den zu verbindenden Teilen aus. Es kommt zu einer stabilen, materialschlüssigen Verbindung der beiden Teile.

Soll lediglich ein Zwischenraum zwischen zwei Teilen abgedichtet werden, ist eine mit einem Dichtmaterial beschichtete Einlage bereitzustellen. Während des Erhitzens der Einlage erweicht das Dichtmaterial und füllt den abzudichtenden Spalt zwischen den beiden Teilen aus, wobei im Gegensatz zu einem herkömmlichen, vor dem Zusammenbau zwischen den Teilen zu platzierenden O-Ring jede beliebige Spaltform durch das Dichtmaterial ausgefüllt werden kann. Es kommt zu einer besonders sicheren Abdichtung, welche bei herkömmlichen Dichtverfahren nicht erreicht wird.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Einlage bereitgestellt werden, die flächig ausgebildet ist. Diese Einlage kann zum Verbinden bzw. zum Abdichten von beliebig ausgeformten Teilen dienen, welche eine – wie auch immer ausgebildete – Stirnfläche aufweisen.

In bevorzugter Weise wird eine Einlage bereitgestellt, die die Form einer Dichtung aufweist. Die Einlage kann dabei die Form eines herkömmlichen flachen Dichtrings oder auch eines herkömmlichen O-Rings aufweisen. Dadurch kann das Verfahren in ganz besonders geeigneter Weise dazu angewendet werden, herkömmliche Dichtaufgaben, beispielsweise die Abdichtung zwischen einem flaschenartigen Behälter und einem Spritz- oder Portioniereinsatz in der Öffnung bzw. im Ausguss des Behälters in deutlich verbesserter Qualität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Die Einlage in Form eines Dichtrings kann den bisher verwendeten, herkömmlichen Dichtring in einfachster Weise ersetzen. Dazu wird die erfindungsgemäße Einlage in Form eines Dichtrings vor dem Zusammenbau der Teile an den Platz des bisher verwendeten, herkömmlichen Dichtrings angeordnet, wonach die Teile in üblicher Weise zusammengebaut werden. Durch das nachfolgend durchgeführte elektrische Ankoppeln der Einlage und dem Erweichen des thermoplastischen Materials wird daraufhin – im Unterschied zu einer Abdichtung gemäß Stand der Technik – eine hervorragende Dicht- bzw. Klebwirkung erreicht.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Einlage vor dem Zusammenbau der Teile an einem der Teile festgelegt. Die Einlage kann beispielsweise auf eines der zu verbindenden Teile aufgeklebt, aufgeschoben oder in dieses eingespannt werden. Der nachfolgende Zusammenbau der Teile ist dadurch erleichtert, denn die erfindungsgemäße Einlage kann weder verrutschen noch aus dem Spalt zwischen den zu verbindenden bzw. abzudichtenden Teilen herausfallen.

Die Einlage kann sogar an einem der zu verbindenden Teile bereits während dessen Herstellung festgelegt werden. Es ist denkbar, dass die Einlage während des Herstellungsvorgangs eines der zu verbindenden Teile bereits fest mit diesem verbunden, quasi „eingebaut" wird. Dieser Einbau der Einlage in eines der zu verbindenden Teile kann beispielsweise maschinell, also vollautomatisch erfolgen. Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei Vorteile erreicht. Zum einen kommt die Einlage bezüglich eines Teils in einer genau definierten Position zur Anlage. Ein Verrutschen der Einlage ist nicht mehr möglich. Des Weiteren wird eine genaue Positionierung der Einlage bezüglich beider zu verbindenden Teile dadurch erreicht, dass die Teile üblicherweise passgenau gefertigt sind und ihre Position zueinander dadurch festgelegt ist. Ist nun in eines der Teile die Einlage bereits an geeigneter Position festgelegt, wird diese während des Zusammenbaus automatisch in eine bezüglich beider zusammenzubauender Teile optimale Position gebracht. Der weitere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Arbeitsschritt des Positionierens der Einlage zwischen den beiden zu verbindenden Teilen eingespart wird, was eine Kostenersparnis mit sich bringt.

In besonders bevorzugter Weise wird die Einlage an einem der zu verbindenden Teile während eines Spritzguss-Herstellungsvorgangs festgelegt. Wird beispielsweise ein vorgenannter Spritz- bzw. Portioniereinsatz für ein handelsüblichen Behälter in Flaschenform mit einem Spritzgussverfahren hergestellt, kann die Einlage zur späteren Abdichtung des Einsatzes gegen die Behälterwand bereits dem Spritzeinsatz zugeführt werden, so dass die Einlage gleichsam in das herzustellende Teil, hier also den Spritz- bzw. Portioniereinsatz, mit eingegossen wird. Durch diesen Verfahrensablauf wird eine ganz besonders hervorragende Positionierung der Einlage bezüglich des herzustellenden Teils sowie eine sichere, unlösbare Verbindung zwischen der Einlage und dem Teil geschaffen.

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise eine Einlage bereitgestellt werden, die lediglich eine elektrisch leitende Schicht und ggf. eine Trägerschicht aufweist. Durch den Einguss der Einlage in eines der zu verbindenden Teile während dessen Herstellungsvorgangs befindet sich im Bereich der Einlage bereits thermoplastisches Material, nämlich das Material des hergestellten Teils. Wird nun die Einlage elektrisch angekoppelt, kann dies zum Erweichen des die Einlage umgebenden thermoplastischen Materials führen, und dieses erweichte thermoplastische Material kann die erfindungsgemäße Dicht- bzw. Klebwirkung im Zusammenspiel mit dem anderen zu verbindenden Teil entfalten. Durch diese Weiterbildung ist eine ganz besonders kostengünstige Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht. Des Weiteren kann durch die Verbindung von Einlage und zu verbindendem Teil eine ganz besonders kompakte Bau gruppe bestehend aus Einlage und einem der zu verbindenden Teile im erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt werden.

Die Aufgabe, ein Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben, wird durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 20 gelöst. Danach umfasst eine Einlage zum materialschlüssigen Verbindung von Teilen und/oder zum Abdichten des Zwischenraums zwischen den Teilen mittels elektromagnetischer Induktion eine elektrisch leitende Schicht.

Um Wiederholungen zu vermeiden, sei bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einlage einerseits auf die dem Patentanspruch 20 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die vorhergehenden Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Einlage anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zum Verbinden von Teilen, wobei hier speziell die Festlegung eines Spritzeinsatzes im Flaschenhals eines handelsüblichen Kunststoffbehälters gezeigt ist,
2 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Spritzeinsatz fest mit dem Flaschenhals eines handelsüblichen Behälters verbunden und abgedichtet wird; die Figur zeigt die Baugruppe nach dem Abkühlschritt im fertiggestellten Zustand,
3 eine schematische, vergrößerte Darstellung des Details Y aus 2; in der gezeigten Ausführungsform der Erfindung werden zwei zu ver bindende Teile sowie eine erfindungsgemäße Einlage, welche eine elektrisch leitende Schicht sowie eine obere und eine untere Beschichtung mit thermoplastischem Material aufweist, verwendet.
1 zeigt zwei Teile 1, 2, die nach einem Verfahren gemäß Stand der Technik verbunden worden sind. Im Einzelnen gezeigt ist ein Spritz-/Portioniereinsatz 3 aus Kunststoff, der in den Flaschenhals 4 eines Behälters 5 aus Kunststoff eingepresst worden ist. Die Verbindung ist damit lediglich kraftschlüssig ausgebildet. Bei dem hier dargestellten Kunststoffbehälter 5 handelt es sich beispielsweise um ein Behältnis für Körperpflegemittel, z.B. Sonnenmilch. Diese Behälter 5 werden millionenfach hergestellt und weisen aufgrund des Kostendrucks in diesem Marktsegment hohe Fertigungstoleranzen auf. Demzufolge kann eine Pressverbindung gemäß Stand der Technik einerseits zu „locker" sitzen, andererseits aber durch ein Untermaß des Flaschenhalses 4 dazu führen, dass der Flaschenhals 4 beim Einpressen des Spritz-/Portioniereinsatzes 3 aufreißt.
Es ist ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt, die Innenseite des Flaschenhalses 4 mit einer umlaufenden Lippe zu versehen, über welche der Spritz-/Portioniereinsatz 3 bei der Montage geschoben bzw. geschlagen wird, bis die umlaufende Lippe in einer umlaufenden Nut des Einsatzes 3 zu liegen kommt. Die Dichtmaße der hierbei erzielten Verbindungen sind stark toleranzbehaftet. Eine wirkungsvolle Abdichtung, vor allem gegen kriechfreudige Medien, ist kaum zu erzielen.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Verbindung von zwei Teilen 1, 2. Dargestellt ist ein Spritz-/Portioniereinsatz 3 aus Kunststoff, der unlösbar und dicht mit dem Flaschenhals 4 eines Behälters 5 aus Kunststoff verbunden worden ist. Dazu ist eine Einlage 6 verwendet worden, die vor dem Einsetzen des Spritz-/Portioniereinsatzes 3 auf den Flaschenhals 4 bzw. auf den Spritz-/Portioniereinsatz 3 aufgesetzt worden ist. Die verwendete Einlage 6 weist hier die Form eines konventionellen Dichtrings auf, kann aber in anderen Anwendungsfällen jede beliebige Form annehmen.
3 zeigt das Detail Y aus 2 in einer vergrößerten, schematischen Schnittansicht. Dargestellt sind die Randbereiche der zwei verbundenen Teile 1, 2, nämlich die Randbereiche des Spritz-/Portioniereinsatzes 3 sowie des Behälters 5. Zwischen den Teilen 1, 2 ist die erfindungsgemäße Einlage 6 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist die Einlage 6 neben der elektrisch leitenden Schicht 7 sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite eine vollständige Beschichtung mit einem thermoplastischen Material 8 auf. Das thermoplastische Material 8 kann beispielsweise aus Heißkleber oder aus Dichtmaterial bestehen. Nach dem Anordnen der Einlage 6 zwischen den zu verbindenden Teilen 1, 2 und dem Zusammenbau der Teile 1, 2 ist der die Einlage 6 umfassende Bereich der Baugruppe in ein elektromagnetisches Induktionsfeld eingebracht worden. Hierdurch ist in der elektrisch leitenden Schicht 7 der Einlage 6 ein elektrischer Strom induziert worden. Das Erwärmen der Einlage 6 hat zum Erweichen des thermoplastischen Materials 8 sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite der elektrisch leitenden Schicht 7 geführt. Das thermoplastische Material 8 ist daraufhin in den Spalt zwischen den zu verbindenden Teilen 1, 2 geflossen und hat diesen vollständig ausgefüllt. Danach ist die gesamte Baugruppe abgekühlt worden.
Wird als thermoplastisches Material 8 Heißkleber verwendet, bildet sich beim Abkühlen eine unlösbare, feste Verbindung der beiden Teile 1, 2. Wird als thermoplastisches Material 8 ein Dichtmaterial verwendet, bildet sich beim Abkühlen der Baugruppe eine lösbare, aber dennoch sicher abgedichtete Verbindung zweier Teile 1, 2. Dadurch wird ein berührungsloses und sicheres Abdichten eines Spaltes mit beliebigem Ausmaß erreicht.
Abschließend sei hervorgehoben, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel die beanspruchte Lehre erörtert, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Verfahren zum Verbinden von Teilen und/oder zum Abdichten des Zwischenraumes zwischen den Teilen mittels elektromagnetischer Induktion, umfassend die Schritte: – Bereitstellen von mindestens zwei zu verbindenden Teilen (1, 2), – Bereitstellen einer durch Induktion elektrisch ankoppelbaren Einlage (6), welche zumindest eine elektrisch leitende Schicht (7) aufweist, – Anordnen der Einlage (6) im Bereich zwischen den Teilen (1, 2) und Zusammenbau der Teile (1, 2), – Einbringen des die Einlage (6) umfassenden Bereichs der Baugruppe in ein Induktionsfeld zum elektromagnetischen Ankoppeln und Erwärmen der Einlage (6) durch induzierten elektrischen Strom, – Erweichen thermoplastischen Materials (8) im unmittelbaren Bereich der Einlage (6), so dass das thermoplastische Material (8) zu einer Verbindung, Verklebung und/oder Abdichtung führt, – Abkühlen der Baugruppe.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Teil (1) ein Teil aus Kunststoff, Metall oder Glas bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Teil (1) ein Teil aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Teil (1) ein Behälter (5) für Lebensmittel, Körperpflegemittel, Raumpflegemittel oder dergleichen bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (5) vor dem Zusammenbau der Teile (1, 2) befüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Teil (2) ein Teil aus Kunststoff, Metall oder Glas bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Teil (2) ein Teil aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Teil (2) ein Spritz- oder Portioniereinsatz (3), ein (Klapp-)Deckeleinsatz, ein Schraub- oder Prellverschluss oder dergleichen bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Teil (2) ein Einsatz oder Verschluss für einen Behälter (5) für Lebensmittel, Körperpflegemittel, Raumpflegemittel oder dergleichen bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlage (6) bereitgestellt wird, die als elektrisch leitende Schicht (7) eine Metallfolie aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlage (6) bereitgestellt wird, bei der die Metallfolie Aluminium umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlage (6) bereitgestellt wird, die neben der elektrisch leitenden Schicht (7) eine Trägerschicht aus Metall, Kunststoff oder Karton aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlage (6) bereitgestellt wird, die auf der Unter- und/oder auf der Oberseite eine zumindest segmentweise Beschichtung mit einem thermoplastischen Material (8) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlage (6) bereitgestellt wird, bei der das thermoplastische Material (8) Heißkleber oder Dichtmaterial umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlage (6) bereitgestellt wird, die flächig ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlage (6) bereitgestellt wird, die die Form einer Dichtung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) vor dem Zusammenbau der Teile (1, 2) an einem der Teile (1, 2) festgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) an einem der zu verbindenden Teile (1, 2) bereits während dessen Herstellung festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) an einem der zu verbindenden Teile (1, 2) während eines Spritzguss-Herstellungsvorgangs festgelegt wird.
Einlage zum materialschlüssigen Verbinden von Teilen und/oder zum Abdichten des Zwischenraums zwischen den Teilen mittels elektromagnetischer Induktion, insbesondere unter Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, mit einer elektrisch leitenden Schicht (7).
Einlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht (7) eine Metallfolie umfasst.
Einlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie Aluminium aufweist.
Einlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) weiter eine Trägerschicht aus Metall, Kunststoff oder Karton aufweist.
Einlage nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) auf der Unter- und/oder auf der Oberseite eine zumindest segmentweise Beschichtung mit einem thermoplastischem Material (8) aufweist.
Einlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material (8) Heißkleber oder Dichtmaterial umfasst.
Einlage nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) flächig ausgebildet ist.
Einlage nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) die Form einer Dichtung aufweist.
Einlage nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) zumindest an einem der zu verbindenden Teile (1, 2) vor dem Zusammenbau der Teile (1, 2) festlegbar ist.
Einlage nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) an zumindest einem der zu verbindenden Teile (1, 2) während dessen Herstellung festlegbar ist.
Einlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (6) an zumindest einem der zu verbindenden Teile (1, 2) während eines Spritzguss-Herstellungsvorgangs festlegbar ist.