DE2312179A1 - METHOD AND DEVICE FOR WELDING COMPOSITES CONTAINING METAL FOILS - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR WELDING COMPOSITES CONTAINING METAL FOILS

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DE2312179A1
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Germany
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welding
calibration
mandrel
induction coil
preformed
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DE2312179A
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German (de)
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Klaus Heyse
Gerhard Dipl Ing Schoenbach
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Kalle GmbH and Co KG
Original Assignee
Kalle GmbH and Co KG
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    • B29L2009/00—Layered products
    • B29L2009/003—Layered products comprising a metal layer

Description

K 2212/Gbm S2JT PP-Dr.Kn-df 7.März 19T3K 2212 / Gbm S2J T PP-Dr.Kn-df March 7, 19T3

Beschreibung zur Anmeldung derDescription for registering the

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-BiebrichKALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich

für ein Patent auffor a patent

Verfahren und Vorrichtung zum Versehweißen Metallfolien enthaltender VerbündeMethod and device for welding containing metal foils Alliances

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschweißen von Verbundfolien, die eine metallische Komponente enthalten, wie z.B. Aluminium, bei der Herstellung von Hohlprofilen. Sie bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .The present invention relates to a method for welding composite films, the one contain metallic components, such as aluminum, in the manufacture of hollow profiles. She relates furthermore to a device for carrying out the method .

Bei der Herstellung von Hohlprofilen, z.B. nahtlosen Rohren oder Schläuchen, kennt man grundsätzlich zweiIn the production of hollow profiles, e.g. seamless pipes or hoses, there are basically two known

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Verfahren, nämlich das Innenkalibrierverfahren, wobei man das Profil durch Ziehen einer Metall- oder Kunststoffschmelze über einen entsprechend geformten Formdorn bildet und das Außenkaiibrierverfahren, bei dem man die Schmelze an ein entsprechend geformtes Kalibrierrohr anlegt. Tubenkörper aus Metall oder Kunststoff werden z.B. auf diese Weise hergestellt. Weiterhin gehört das Herstellen von Hohlkörpern durch Verschweißen von Flachfolien unter entsprechender Formbildung zum Stand der Technik. Process, namely the internal calibration process, in which the profile is created by drawing a metal or plastic melt forms via a correspondingly shaped mandrel and the external calibration process in which the melt is applied to a suitably shaped calibration tube. Tube body made of metal or plastic are made in this way, for example. Furthermore, the production of hollow bodies belongs through Welding of flat foils with corresponding shape formation according to the state of the art.

In neuester Zeit ist man dazu übergegangen, Metall-Kunststoff-Verbunde z.B. als Beutel zur Verpackung von Bedarfsgütern einzusetzen. Diese Metall-Kunststoff-Verbunde besitzen den großen Vorteil, daß sie sich im Gegensatz zur reinen Metallfolie - verschweißen lassen und durch die Metallkomponente trotzdem weitgehend gas- und aromadurchlässig sind.In recent times there has been a move towards metal-plastic composites e.g. to be used as a bag for the packaging of consumer goods. These metal-plastic composites have the great advantage that, in contrast to pure metal foil, they - weld and are still largely gas and aroma permeable due to the metal component.

Zur Herstellung von flexiblen, zylindrischen Tubenkörpern ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem man ein verschweißbares Dreisehiehtmaterial mit innerer Metallschicht in verformenden Höhlungen in die Form eines doppelwandigen Zylinders rollt und diesen anschließend in einen zylindrischen Formhohlraum bringt. Der Formhohlraum ist von einer elektrischen HeizumkleidungFor the production of flexible, cylindrical tube bodies, a method is also known in which one weldable three-sided material with inner metal layer in deforming cavities in the shape of a double-walled cylinder rolls and then brings this into a cylindrical mold cavity. The mold cavity is from an electrical heating jacket

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umgeben, wobei eine Wärmeeinwirkung von außen auf den
Formhohlraum und von dort auf das Material erfolgt.
Gleichzeitig wird von innen ein Druck auf das Material
durch expandierbare ballonartige Dorne ausgeübt, um den gerollten Zylinder gegen die Wandung des Formhohlraumes zu drücken.surrounded, with an external heat effect on the
Mold cavity and from there to the material.
At the same time, there is pressure on the material from the inside
exerted by expandable balloon-like mandrels to press the rolled cylinder against the wall of the mold cavity.

Anschließend wird durch eine um den Formhohlraum angeordnete Kühlumkleidung das entstandene Produkt gekühlt und aus dem Formhohlraum entfernt. Das Verfahren besitzt jedoch
Nachteile, die einmal darin bestehen, daß nur beschränkte Taktzeiten erzielt werden können, da der Formhohlkörper immer wieder in seinem gesamten Volumen aufgeheizt und
anschließend für eine Entnahme des Körpers wieder stark abgekühlt werden muß, was technisch aufwendig und
energetisch unwirtschaftlich ist. Ein weiterer Nachteil des vorbeschriebenen Verfahrens ist darin zu sehen, daßThe resulting product is then cooled by a cooling jacket arranged around the mold cavity and removed from the mold cavity. However, the process possesses
Disadvantages that consist in the fact that only limited cycle times can be achieved, since the hollow body is repeatedly heated and in its entire volume
then it has to be cooled down sharply again for removal of the body, which is technically complex and
energetically uneconomical. Another disadvantage of the method described above is the fact that

die expandierbaren Dorne einer stetigen'Wärmebelastung
ausgesetzt sind, wobei bisher kein Material bekanntthe expandable mandrels of a constant heat load
are exposed, so far no material is known

geworden ist, das längere Standzeiten aushält, so daßhas become that can withstand longer service lives, so that

die expandierbaren Dorne öfter ausgewechselt werden müssen.the expandable mandrels have to be replaced more often.

Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, dem die Nachteile des geschilderten Verfahrens nicht mehr anhaften.The task was thus to develop a method which would have the disadvantages of the method described no longer cling.

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Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum Wärmeversehweißen Metallfolien enthaltender Kunststoffverbunde bei der Herstellung von Hohlkörpern, insbesondere solchen in zylindrischer Form, bei dem man eine Verformung des zu bildenden Formkörpers derart durchführt, daß die verschweißbaren Seiten der Verbundfolie überlappend gegenseitig zur Auflage gebracht werden, dessen kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß man die zur Versehweißung notwendige Wärmeenergie lediglich innerhalb der im Verbund enthaltenen Metallfolien mittels Induktion erzeugt.The above-mentioned object is achieved by a method for heat welding containing metal foils Plastic composites in the manufacture of hollow bodies, in particular those in cylindrical shape, in which one deformation of the shaped body to be formed in this way carries out that the weldable sides of the composite film overlapping each other brought to rest whose distinguishing feature is that you get the heat energy necessary for Versehweißung generated only within the metal foils contained in the composite by means of induction.

Das Verfahren besitzt den erheblichen Vorteil gegenüber dem geschilderten Verfahren, daß es wesentlich höhere Taktzeiten bei der Herstellung von Hohlkörpern erlaubt, da nur durch die innenliegende Metallfolie der Verbund auf die benötigte "Schweißtemperatur aufgeheizt wird und hierdurch auch wieder eine sehr schnelle Rückkühlung erfolgt, da im wesentlichen lediglieh die- Wärmekapazität der zu verschweißenden Materialien maßgebend ist* Unter Hohlkörpern sollen im folgenden alle Körper verstanden werden, die ein Hohlprofil aufweisen, wie z.B. prismatisch, polygon, elliptisch oder rund. Es sind jedoch auch solche Körper darunter zu verstehen, bei denen bestimmte Ein- oder Ausformungen das Profil unregelmäßig erscheinen lassen. Vorzugsweise soll jedoch dieThe method has the considerable advantage over the method described that it is much higher Cycle times in the manufacture of hollow bodies are permitted, since the composite is only possible thanks to the metal foil on the inside is heated to the required "welding temperature and thereby also a very rapid re-cooling occurs because essentially only the heat capacity the materials to be welded is decisive * In the following, hollow bodies should be understood to mean all bodies that have a hollow profile, e.g. prismatic, polygonal, elliptical or round. However, such bodies are also to be understood as being at where certain indentations or formations make the profile appear irregular. Preferably, however, the

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Verschweißung zu zylindrischen Hohlkörpern erfolgen.Welding takes place to form cylindrical hollow bodies.

Wie weit man die zu verschweißenden Seiten der Metall-Kunststoffolie zur Überlappung bringt, in deren Bereich dann flächig verschweißt wird, hängt weitgehend von der gewünschten Formgebung und den physikalischen Forderungen, die an den Hohlkörper zu stellen sind, ab, was maßgeblich selbstverständlich wiederum von der Dicke der Metallfolie abhängig ist. Unter Metall-Kunststoff-Verbundfolien werden sowohl dreischichtige als auch solche verstanden, die mehrere - jeweils durch eine Kunststoffschicht getrennte - Metallschichten aufweisen, wobei die Kunststoffschichten und die Metallfolien auch aus unterschiedlichem Material bestehen können.How far the sides of the metal-plastic film to be welded brings to an overlap, in the area of which is then welded flat, depends largely on the desired shape and the physical requirements that are to be placed on the hollow body, what is decisive of course, in turn, depends on the thickness of the metal foil. Under metal-plastic composite foils are understood to be both three-layered and those that have several - each with a plastic layer separate metal layers, with the Plastic layers and the metal foils can also consist of different materials.

Bevorzugte Verbundfolien bestehen jedoch meist aus PoIyolefin-Metall-Polyolefinverbunden, z.B. solchen aus Polyäthylen-Aluminium-Polyäthylen, wobei sowohl Polyäthylen niederer als auch hoher Dichte zum Einsatz kommt. Auch verschweißbare Verbünde mit Polypropylen oder Zellglas werden eingesetzt.However, preferred composite films usually consist of polyolefin-metal-polyolefin composites, e.g. those made of polyethylene-aluminum-polyethylene, whereby both low and high density polyethylene are used. Weldable composites with polypropylene or cellulose glass are also used.

Die zur Verschweißung benötigte Wärme kann mittels gängiger Apparaturen zur Induktionsstromerzeugung - soweit deren Energie ausreichend ist - in die Metallfolie eingebracht werden. Vorzugsweise wird jedoch mit ApparaturenThe heat required for welding can be generated using conventional equipment for generating induction electricity - so far whose energy is sufficient - are introduced into the metal foil. Preferably, however, equipment is used

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gearbeitet, die eine Frequenz unterhalb von lö KHz erzeugen.worked that generate a frequency below lo KHz.

In weiterer Ausbildung des Verfahrens wird zur Unterstützung des vorgeformten Körpers, insbesondere solcher aus dünnen Verbundfolien, bei der Verschweißung dieser in eine seinem äußeren Durchmesser entsprechende elektrisch nichtleitende Kalibrierbüchse eingebracht und dann die Verschweißung vorgenommen und der gefertigte Hohlkörper anschließend entnommen. Als sich selbst nicht oder nur kaum erwärmende Materialien für die Kalibrierbüchsen haben sich vor allem solche aus Glas, Quarz, Verbundwerkstoffe aus Glas und Kunststoffen sowie temperaturbeständige Kunststoffe, z.B. aus Polyamiden, Polyestern oder Polytetrafluoräthylen u.a. bewährt. Die Unterstützung des vorgeformten Körpers bei der Verschweißung kann alternativ zum vorgehend geschilderten Verfahren auch dadurch gelöst werden, daß man diesen auf einen elektrisch nichtleitenden Kalibrierdorn aufzieht oder direkt den Körper auf diesem formt, die Verschweißung vornimmt und anschließend den Hohlkörper"vom Dorn abzieht. Die innenkalibrierdorne sind ebenfalls aus den für die Kalibrierbüchsen genannten bevorzugten Materialien gefertigt.In a further development of the method is used to support the preformed body, in particular such made of thin composite foils, when these are welded into an electrical one that corresponds to its outer diameter Introduced non-conductive calibration sleeve and then made the welding and the finished hollow body then removed. As materials for the calibration sleeves that do not or only hardly heat themselves Above all, those made of glass, quartz, composite materials made of glass and plastics as well as temperature-resistant Plastics, e.g. made of polyamides, polyesters or polytetrafluoroethylene, etc. have proven their worth. Support of the preformed body during welding can also be used as an alternative to the method described above be solved by pulling this onto an electrically non-conductive calibration mandrel or directly to the Body forms on this, carries out the welding and then pulls the hollow body "off the mandrel. The internal calibration mandrels are also from those for the calibration sleeves mentioned preferred materials.

In weiterer Ausbildung wird bei der Verschweißung unter Zuhilfenahme von Kalibrierbüchsen oder -dornen der Körper gegen das Kalxbrierwerkzeug gepreßt. Dies kann mit mechanischen Mitteln erfolgen, wird jedoch bevorzugt mittels In further training, the welding under With the aid of calibration sleeves or mandrels, the body is pressed against the calibrating tool. This can be done by mechanical means, but is preferred by means of

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direkter Druckbeaufschlagung, z.B. durch Luft oder . mittels pneumatischer oder hydraulischer Mittel durchgeführt .direct pressurization, e.g. by air or. carried out by pneumatic or hydraulic means .

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Im einfachsten Fall besteht die Vorrichtung .aus einem Hoch- oder bevorzugt Mittelfrequenzgenerator mit Induktionsumsetzer und Induktionsspule, deren kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß die Induktionsspule gegenüber den überlappenden Flächen des vorgeformten Körpers mittels mechanischer Mittel beweglich und derart angeordnet ist, daß die zu versehweißenden Flächen wenigstens im Randbereieh der Überlappung auf Schweißtemperatur erwärmt werden.The present invention also relates to an apparatus for carrying out the method, In the simplest case, the device consists of a high or preferably medium frequency generator with an induction converter and induction coil, the characteristic feature of which is that the induction coil is opposite to the overlapping Surfaces of the preformed body movable by mechanical means and so arranged is that the surfaces to be welded at least in the edge region of the overlap to welding temperature be heated.

Bei dieser einfachsten Form der Vorrichtung wird der Generator vom Wechselstromnetz gespeist und über Induktionsumsetζer und Induktionsspule die Metallfolie im Inneren des Metall-Kunststoff-Verbundes auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend ist, die überlappenden versehweißbaren Flächen miteinander zu verbinden. In this simplest form of the device, the generator is fed from the alternating current network and via Induction converter and induction coil the metal foil heated inside the metal-plastic composite to a temperature that is sufficient for the overlapping to connect weldable surfaces with each other.

Je nach Anordnung, Form und Abstand der Spule vom vorgeformten Hohlkörper, der Stärke der Induktion und der Dicke der innenliegenden Metallfolie oder -folien kann man dieDepending on the arrangement, shape and distance of the coil from the preformed hollow body, the strength of the induction and the thickness of the inner metal foil or foils can be the

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— ο —- ο -

Verschweißung der übereinanderliegenden Folienlagen derart vornehmen, daß nur der Randbereich der Überlappung erfaßt wird, d.h. daß nur am Ende der Überlappung eine Längsschweißnaht entsteht. Bei Hohlprofilen, die weitüberlappende Flächen aufweisen oder insbesondere bei solchen, die aus mehreren Wickellagen der Metall-Kunststoff -Verbundfolie bestehen, hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die gesamte Überlappung vollflächig zu verschweißen, wobei eine Induktionsspule um den gesamten Hohlkörper gelegt ist (s. Fig. 1 bis 3). Es ist jedoch durch Anordnung mehrerer Induktionsspulen möglich, die vorgeformten Körper nur streifenweise in ihrer Längserstreckung zu verschweißen, wobei jedoch der Randbereich des Überlappungsendes stets miterfaßt sein soll. Hierbei wird der Körper nicht vollständig von einer Induktionsspule umfaßt,'sondern die Enden mehrerer Spulen werden über die zu verschweißenden Stellen geführt.Welding of the superimposed film layers in such a way that only the edge area of the overlap is detected, i.e. only at the end of the overlap a longitudinal weld is created. In the case of hollow profiles that have widely overlapping surfaces or in particular however, it has to do with those that consist of several winding layers of the metal-plastic composite film proved to be expedient to weld the entire overlap over the entire surface, with an induction coil is placed around the entire hollow body (see. Fig. 1 to 3). It is, however, by arranging several induction coils possible to weld the preformed body only in strips in its longitudinal extension, however the edge area of the overlap end should always be included. This does not make the body complete encompassed by an induction coil, 'but the ends of several coils are over the to be welded Bodies guided.

Als mechanische Mittel zur Erteilung der Relativbewegung sind motorisch angetriebene Schubstangen, Zähnstangen u.a. sowie pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Schubstangen gebräuchlich.The mechanical means for imparting the relative movement are motor-driven push rods and toothed racks among others as well as pneumatically or hydraulically operating push rods in use.

In weiterer Ausbildung der Vorrichtung ist eine elektrisch nichtleitende Kalibrierbüchse vorgesehen, in der der vorgeformte Körper während der Verschweißung gehaltenIn a further embodiment of the device, one is electrical non-conductive calibration sleeve provided in which the preformed body held during welding

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wird. Die Kalibrierbüchse ist dabei so ausgestaltet, daß ihr Innenprofil dem auszubildenden Außenprofil des Körpers entspricht. Durch diese Vorrichtung wird eine Außenkalibrierung des Hohlprofils ermöglicht.will. The calibration sleeve is designed so that its inner profile corresponds to the outer profile to be formed Body corresponds. This device enables external calibration of the hollow profile.

Bei einer anderen Variante der Vorrichtung zur Innenkalibrierung des Hohlprofils ist ein elektrisch nichtleitender Kalibrierdorn vorhanden, auf dem der geformte Körper während der Verschweißung gehalten wird. Dabei kann der vorgeformte Körper auf den Kalibrierdorn aufgeschoben werden oder aber alternativ hierzu direkt auf den Dorn selbst, z.B. durch Wicklung hergestellt werden.Another variant of the device for internal calibration of the hollow profile is an electrically non-conductive one Calibration mandrel available on which the shaped body is held during welding. Included the preformed body can be pushed onto the calibration mandrel or, alternatively, directly on the mandrel itself, e.g. by winding.

Als nichtleitende Werkstoffe für die Kalibrierbüchse bzw. den -dorn sind die eingangs genannten Materialien verwendbar.The aforementioned materials are non-conductive materials for the calibration sleeve or mandrel usable.

Wenn es nicht auf eine besonders hohe Maßgenauigkeit entweder im Außen- oder Innenkaliber des herzustellenden Hohlprofils ankommt, sind die bisher geschilderten Vorrichtungen ausreichend. Wird jedoch besonderen Wert auf die Maßgenauigkeit gelegt, so sind in der Vorrichtung Mittel angeordnet, die den vorgeformten Körper während der Verschweißung gegen das Kalibrierwerkzeug drücken.If there is not a particularly high level of dimensional accuracy in either the outer or inner caliber of the one to be manufactured Hollow profile arrives, the devices described so far are sufficient. However, special emphasis is placed on the dimensional accuracy, so means are arranged in the device, which the preformed body during the weld against the calibration tool.

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Bei der Verwendung einer Kalibrierbüchse wird als druckausübendes Mittel bevorzugt ein nichtmetallischer Spreizdorn angeordnet, der während der Verschweißung den Körper gegen die Kalibrierbüchse drückt. Zur Eingabe und zur Entnahme des Körpers aus dem Formwerkzeug wird der Spreizdorn zu einem kleineren Außendurchmesser zusammengefahren. Es ist jedoch auch vorgesehen, hydraulisch oder pneumatisch in ihrem Außendurchmesser veränderliche Schläuche einzusetzen.When using a calibration sleeve, the preferred pressure-exerting means is a non-metallic one Arranged expanding mandrel, which presses the body against the calibration sleeve during welding. To input and to remove the body from the mold, the expanding mandrel becomes a smaller outer diameter startled. However, it is also provided that the outer diameter is variable hydraulically or pneumatically Insert hoses.

Als druckausübendes Mittel wird bei Verwendung von Kalibrierdornen bevorzugt ein nichtmetallischer, pneumatisch oder hydraulisch in seinem Innendurchmesser relativ dünnwandiger und veränderlicher doppelwandiger Druckschlauch eingesetzt. Bei Aufgabe eines bestimmten Druckes in das Innere des Schlauches verändert dieser seinen Innendurchmesser und drückt dabei den Körper gegen den Kalibrierdorn. Als nichtmetallische Werkstoffe eines solchen Drucksehlauches, der gegenüber der Außenschicht des Verbundmaterials auch unter der Temperatur der Verschweißung nichthaftend sein muß, sind z.B. temperaturbeständige Silikongummisorten, die gegebenenfalls mit Antihaftüberzügen z.B. aus Polyestern versehen sind, gebräuchlich. Um die überlappenden Flächen des Körpers gut aufeinanderzupressen, was für den Schweißvorgang in vielen FällenWhen calibrating mandrels are used, the preferred means of pressure exertion is a non-metallic, pneumatic one or hydraulic in its inner diameter relative thin-walled and changeable double-walled pressure hose used. When applying a certain pressure to the Inside the hose, this changes its inside diameter and presses the body against the calibration mandrel. As non-metallic materials of such a pressure hose, which is opposite to the outer layer of the Composite material does not have to be adhesive even below the temperature of the weld, for example, are temperature-resistant Types of silicone rubber, optionally with non-stick coatings e.g. made of polyesters are common. In order to press the overlapping surfaces of the body together well, what for the welding process in many cases

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von Vorteil ist, ist der vorbeschriebene Druckschlauch derart angeordnet, daß er sich axial drehen läßt. Die Drehbewegung ist dabei so auszuführen, daß diese in Richtung des Überlappungsendes erfolgt, wodurch der Formkörper zusammengezogen wird. Ein solcher drehbarer Druckschlauch wird bevorzugt bei der Herstellung von polygonen, elliptischen oder zylindrischen Hohlprofilen eingesetzt.It is advantageous if the pressure hose described above is arranged in such a way that it can be rotated axially. the Rotary movement is to be carried out in such a way that it takes place in the direction of the overlap end, whereby the shaped body is contracted. Such a rotatable pressure hose is preferred for the production of polygonal, elliptical or cylindrical hollow profiles are used.

Bei einer Abänderung der Vorrichtung ist eine wendeiförmige Induktionsspule vorhanden, die den Vorteil bietet, daß die Relativbewegung wegfallen oder zürn zu verschweißenden Körper kleiner wie bei einer Einfachspule gehalten werden kann.In a modification of the device, a helical induction coil is available, which has the advantage offers that the relative movement can be omitted or angry to be welded Body can be kept smaller like a single coil.

Bei einer bevorzugt wenigstens die Länge des zu bildenden Hohlprofils aufweisenden wendeiförmigen Spule, kann auch der vorgeformte Körper allein oder zusammen mit dem Formwerkzeug in die ortsfeste Spule eingefahren werden oder die wendeiförmige Spule umgibt das Formwerkzeug in seiner Länge ortsfest oder ist im Innern eines Kalibrierdornes angeordnet, wobei entweder eine wendeiförmige ortsfeste Spule Verwendung findet oder in den Kalibrierdorn eine Spule eingefahren wird.With one preferably at least the length of the to be formed Helical coil having a hollow profile, the preformed body can also be used alone or together with the molding tool can be retracted into the stationary coil or the helical coil surrounds the molding tool Stationary in its length or is arranged inside a calibration mandrel, with either one helical stationary coil is used or a coil is inserted into the calibration mandrel.

Die Vorrichtung wird anhand der anschließenden Abbildungen nochmals näher erläutert, ohne daß jedoch eine Einschränkung auf die einzelnen Ausführungsformen bestehen soll.The device is explained again in more detail with reference to the following figures, but without this a restriction to the individual embodiments should exist.

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Abb. 1 zeigt in perspektivischer Sicht in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Verschweißen von Metallfolien enthaltenden Kunststoffverbunden zu Hohlkörpern mit nach außen gerichteten Ausformungen. Die.Vorrichtung besteht aus einem mit Wechselstrom betriebenen Hochfrequenzgenerator I, der mit dem Induktionsumsetzer 2 über Kabel 3, 3a verbunden ist. An den Induktionsumsetzer ist die Induktionsspule 4 angeschlossen, die dem Profil der Kalibrierhülse 5 aus elektrischem Nichtleitermaterial angepaßt ist, damit die Spulenwicklung überall den gleichen Abstand von der Hülse besitzt und somit eine gleichmäßige Erwärmung des Metall-Kunststoff-Profils auf Schweißtemperatur ermöglicht. Die Kalibrierhülse 5 ist an der Halterung 6 befestigt. Nach Einlegen des vorgeformten wenigstens eine Metallfolie enthaltenden überlappenden Verbundes wird nach Einschaltung durch die Hochfrequenzenergie über die elektrisch nichtleitende Hülse.in der Metallkomponente induktiv Wärme erzeugt, wodurch die Verschweißung erfolgt.Fig. 1 shows a perspective view in schematic Representation of a device for welding plastic composites containing metal foils to hollow bodies with outwardly directed formations. The device consists of one with alternating current operated high-frequency generator I, which is connected to the induction converter 2 via cable 3, 3a is connected. To the induction converter, the induction coil 4 is connected to the Profile of the calibration sleeve 5 made of electrical non-conductive material is adapted so that the coil winding everywhere the same distance from the sleeve and thus a uniform heating of the metal-plastic profile at welding temperature. The calibration sleeve 5 is attached to the holder 6. After inserting the preformed at least one metal foil containing overlapping composite is switched on by the high-frequency energy over die electrically non-conductive sleeve.in the metal component inductively generates heat, whereby the Welding takes place.

Es ist selbstverständlich, daß die jeweilig benötigte Energie auf den jeweiligen Verbundwerkstoff und damit die erforderlicheIt goes without saying that the respective energy required on the respective Composite material and therefore the required

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Schweißzeit abgestimmt werden muß, was durch entsprechend bekannte Regelungsgeräte erfolgt. Bei beweglichen Kabeln 3, 3a wird der Induktionsumsetzer 2 zusammen mit der Spule 4 in Richtung des Pfeiles über die Hülse mit dem eingelegten Hohlkörper bewegt.Welding time must be coordinated, which is done by appropriately known control devices. In the case of movable cables 3, 3a, the induction converter 2 together with the coil 4 is in the direction of of the arrow moved over the sleeve with the inserted hollow body.

Die Energieaufgabe kann entweder nur bei einer Bewegungsrichtung erfolgen, es ist jedoch auch vorgesehen, beim Vor- und Rückfahren die Verschweißung vorzunehmen.The energy input can either only take place in one direction of movement, but it is also intended to carry out the welding when driving forwards and backwards.

Auch kann man die Formhülse beweglich anordnen und ihr eine Relativbewegung gegenüber einer ortsfesten Spule erteilen.You can also arrange the mold sleeve to be movable and move it relative to a grant stationary coil.

Abb. 2 zeigt unter Weglassung des Generators in Seitenansicht im Schnitt eine an der Halterung 6a befestigte zylindrische Kalibrierhülse 5a, in die der überlappende Verbundwerkstoff 7 eingelegt ist. Die ebenfalls zylindrische Induktionsspule 4a ist in geringem Abstand zur Kalibrierhülse angeordnet.Fig. 2 shows with the omission of the generator in a side view in section a fastened to the holder 6a cylindrical calibration sleeve 5a into which the overlapping composite material 7 is inserted is. The induction coil 4a, which is also cylindrical, is at a short distance from the calibration sleeve arranged.

Innerhalb der Kalibrierhülse befindet sich ein Spreizdorn 8, der in Richtung der Pfeile bewegtInside the calibration sleeve there is an expanding mandrel 8 which moves in the direction of the arrows

werden kann und während der Verschweißung dencan be and the during the welding

Verbundwerkstoff gegen die Innenwandung der Hülse ιComposite material against the inner wall of the sleeve ι

drückt.presses.

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Die Bewegungsrichtung der Induktionsspule bzw. der Hülse ist durch einen Pfeil gekennzeichnet. Im übrigen entspricht die Arbeitsweise der Vorrichtung wie zu Abb. 1 angegeben.The direction of movement of the induction coil or the sleeve is indicated by an arrow. Otherwise, the method of operation of the device corresponds to that given for FIG. 1.

Abb. 3 zeigt unter Weglassen des Generators "in Seitenansicht im Schnitt einen zylindrischen Kalibrierdorn 9, der an der Halterung 10 befestigt ist. Auf dem Dorn liegt der überlappende Verbundwerkstoff 7, z.B. als gerollter Zylinder auf. über dem Werkstoff liegt ein Druckschlauch 11, der hydraulisch oder pneumatisch mit Druck P in Pfeilrichtung beaufschlagt wird. Dabei wird die Schlauchinnenseite in Richtung des Dornes gedrückt und preßt den Verbundwerkstoff gegen den Dorn. Der Schlauch ist in dieser Ausfuhrungsform derart gestaltet, daß die Außenseite mit einer starren Platte 12 verbunden ist, um eine Ausdehnung nach außen zu verhindern.Fig. 3 shows omitting the generator "in side view a cylindrical calibration mandrel 9, which is fastened to the holder 10, in section. The overlapping composite material 7, e.g. as a rolled cylinder, rests on the mandrel. A pressure hose 11, which is hydraulically or pneumatically pressurized with pressure P in the direction of the arrow, lies above the material. The The inner side of the hose is pressed in the direction of the mandrel and presses the composite material against the mandrel. The hose is such in this embodiment designed that the outside is connected to a rigid plate 12 to allow for expansion to prevent outside.

Die Induktionsspule 4a wird über den Druckschlauch und den Dorn in Richtung des Pfeiles geführt. 'The induction coil 4a is over the pressure hose and guided the mandrel in the direction of the arrow. '

Nach der Aufgabe des Druckes auf den Schlauch wird dieser bevorzugt in Richtung des überlappungsendes etwas gedreht (durch Pfeil angedeutet), wobei meist wenige Winkelgrade aus-After the pressure has been applied to the hose, it is preferred in the direction of the overlap slightly rotated (by arrow indicated), with mostly a few degrees of angle

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reichend sind, um den Verbundwerkstoff fest an den Kalibrierdorn zur Anlage zu bringen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung ist eine wendeiförmige Induktionsspule entsprechender Länge im Innern des Dornes ortsfest montiert, wobei der Induktionsstrom von innen nach
außen fließt oder die Induktionsspule wird in
das Innere des Dornes eingefahren.are sufficient to bring the composite material firmly into contact with the calibration mandrel.
In another embodiment of the device, a helical induction coil of a corresponding length is fixedly mounted in the interior of the mandrel, the induction current from the inside to the inside
flows outside or the induction coil is in
retracted the inside of the mandrel.

Abb. 4 zeigt in Seitenansicht im Schnitt vergrößert eine doppellagige Folie mit den Kunststoffschichten a, b, c, d und der Metallschicht ME, wobei zwischen den Kunststoffschichten b und c die Verschweißung erfolgt.Fig. 4 shows an enlarged side view in section double-layer film with the plastic layers a, b, c, d and the metal layer ME, with between the plastic layers b and c are welded.

BeispieleExamples

1. Auf einem hohlen Dorn aus Polytetrafluoräthylen von 200 mm Länge, einem Außendurchmesser von 70 mm und einer Wandstärke von 3 mm wurde eine Verbundfolie aus ungerecktem Polypropylen-Polyester-Aluminium-Niederdruckpolyäthylen 1. On a hollow mandrel made of polytetrafluoroethylene of 200 mm length, an outer diameter of 70 mm and a wall thickness of 3 mm was a composite film made of unstretched polypropylene-polyester-aluminum-low-pressure polyethylene

(50 /U- 12 /U - 12 /U - 50 /u) dreifach aufgewickelt.(50 / U- 12 / U - 12 / U - 50 / u) wound up three times.

Der vorgefertigte Formkörper besaß eine Länge von I50 mm. Der Formkörper wurde von einem Druckschlauch aus Silikongummi umgeben, der durch Aufblasen und Drehen in RichtungThe prefabricated molding had a length of 150 mm. The molded body was surrounded by a pressure hose made of silicone rubber, which was inflated and turned in the direction of

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der Überlappung um 10 Winkelgrade die Flächen des Verbundes gegenseitig fest zur Auflage brachte. Der Druck, mit dem der Formkörper gegen den Dorn gepreßt wurde betrug 5 -kp/cm . ■the overlap by 10 degrees the surfaces of the composite brought each other firmly to the condition. The pressure with which the molding was pressed against the mandrel was 5 -kp / cm. ■

Mittels eines 15 KW Generators wurde in einer Spule, die eine einzige Wicklung aufwies, eine Frequenz von 9*8 KHz erzeugt. An der Spule selbst lag eine'Spannung von 33 V. Die Spule hatte vom Druckschlauch einen Abstand von 1 mm und wurde in 5 Sekunden von einem Ende des Hohlkörpers bis zum anderen bewegt. Nach Entfernung des Schlauches wurde der vollflächig verschweißte Hohlkörper am Dorn entnommen. Der Hohlkörper eignet sich beispielsweise zur Herstellung von lichtundurchlässigen Konservendosen. Using a 15 KW generator, the had a single winding, a frequency of 9 * 8 KHz generated. A voltage of 33 V was applied to the coil itself. The coil was at a distance from the pressure hose of 1 mm and was moved from one end of the hollow body to the other in 5 seconds. After removing the From the tube, the hollow body welded over the entire surface was removed from the mandrel. The hollow body is suitable, for example for the production of opaque food cans.

2. In ein Quarzrohr von 30 mm Innendurchmesser und 3 mm Wandstärke wurde ein vorgeformter Hohlzylinder eingebracht. Der Hohlzylinder von 130 mm Länge war durch zweifaches Wickeln einer Verbundfolie aus Niederdruckpolyäthylen-Aluminium-Niederdruckpolyäthylen (75 .Vl 12 ,u - 75 /u) hergestellt.2. A preformed hollow cylinder was placed in a quartz tube with an internal diameter of 30 mm and a wall thickness of 3 mm. The hollow cylinder of 130 mm length was made by wrapping a composite film of low-pressure polyethylene -aluminum-low-pressure polyethylene (75 .Vl 12, u - 75 / u) twice.

Mittels eines 15 KW Generators wurde in einer I50 mm langen wendeiförmigen Spule, die in einem Abstand von 5 mm das Quarzrohr umgab und deren Anfang am Anfang des Hohlkörpers lag, eine Frequenz von 9,8 KHz erzeugt. Ander Spule selbst lag eine Spannung von 33 V. Der Hohl-Using a 15 KW generator, a 150 mm long helical coil, which surrounded the quartz tube at a distance of 5 mm and whose beginning at the beginning of the Hollow body was, a frequency of 9.8 KHz generated. There was a voltage of 33 V on the coil itself.

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körper wurde mit 5 kp/cm^ an die Wand des Quarzrohres angepreßt, wobei ein Spreizdorn verwendet wurde. Nach einer Schweißdauer von 2 Sekunden, wobei die Spule über die gesamte Länge des Hohlkörpers bewegt wurde, waren die Wicklungen des Hohlkörpers vollflächig verschweißt und der gebildete Zylinder, der zur Herstellung von Tuben sehr gut geeignet ist, konnte an dem Quarzrohr entnommen werden.body was at 5 kp / cm ^ on the wall of the quartz tube pressed using an expanding mandrel. After a welding time of 2 seconds, the Coil was moved over the entire length of the hollow body, the windings of the hollow body were full welded and the cylinder formed, which is very suitable for the production of tubes, could be attached to the quartz tube can be removed.

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Claims (13)

P a t e η t a η s p r ü c h eP a t e η t a η s p r ü c h e 1. Verfahren zum Wärmeverschwexßen Metallfolien enthaltender Kunst st off verbünde bei der- Herstellung von Hohlkörpern, insbesondere solchen in zylindrischer Form, bei dem man eine Verformung des zu bildenden Formkörpers derart durchführt, daß die verschweißbaren Seiten der Verbundfolie überlappend zur Auflage gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die zur Verschweißung notwendige Wärmeenergie lediglich innerhalb der im Verbund enthaltenen Metallfolien mittels Induktion erzeugt.1. A method for heat-welding plastic containing metal foils st off composites in the production of hollow bodies, especially those in cylindrical Form in which a deformation of the shaped body to be formed is carried out in such a way that the weldable Sides of the composite film are brought to rest in an overlapping manner, characterized in that the heat energy required for welding is only available within the metal foils contained in the composite generated by induction. 2. Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Verschweißen den vorgeformten Körper in eine seinem äußeren Durchmesser entsprechende elektrisch nichtleitende Kalibrierbüchse einbringt, dann erst die Verschweißung vornimmt und anschließend den gefertigten Hohlkörper entnimmt«2. The method according to claim 1 ,. characterized in that the preformed body is made prior to welding in an electrically non-conductive calibration sleeve corresponding to its outer diameter, then only carries out the welding and then removes the manufactured hollow body « 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man3. The method according to claim 1, characterized in that one vor dem Verschweißen den vorgeformten Körper auf einen elektrisch nichtleitenden Kalibrierdorn aufzieht oder den Körper auf dem Kalibrierdorn erwärmt und dann erst die Verschweißung vornimmt und den gefertigten Hohlkörper anschließend von dem Kalibrierdorn abzieht»before welding, pulls the preformed body onto an electrically non-conductive calibration mandrel or the body is heated on the calibration mandrel and only then does the welding and the finished hollow body then pulls off the calibration mandrel » 409838/0504409838/0504 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Versehweißung den Körper gegen die Wandung der Kalibrierbüehse drückt.4. The method according to claim 2, characterized in that the body against during the Versehweißung the wall of the calibration sleeve presses. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Verschweißung den Körper gegen den Kalibrierdorn drückt.5. The method according to claim 3, characterized in that the body against the during the welding Calibration mandrel presses. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Hoch- oder Mittelfrequenzgenerator mit Induktionsumsetζer und Induktionsspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule gegenüber den überlappenden Flächen des vorgeformten Körpers mittels mechanischer, pneumatischer oder hydraulischer Mittel beweglich und derart angeordnet ist, daß die zu versehweißenden Flächen wenigstens im Randbereich auf Schweißtemperatur erwärmt werden.6. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting of a high or medium frequency generator with induction converter and induction coil, characterized in that the induction coil opposite the overlapping surfaces of the preformed Body movable by mechanical, pneumatic or hydraulic means and so arranged is that the surfaces to be welded are heated to welding temperature at least in the edge area. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine nichtmetallische Kalibrierbüchse angeordnet ist, in der der vorgeformte Körper während der Verschweißung gehalten wird.7. Apparatus for performing the method according to claim 6, characterized in that a non-metallic Calibration sleeve is arranged in which the preformed body during the welding is held. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein nichtmetallischer Kalibrierdorn angeordnet ist, auf dem8. Apparatus for performing the method according to claim 6, characterized in that a non-metallic Calibration mandrel is arranged on the 409838/0504409838/0504 der vorgeformte Körper während der Verschweißung gehalten wird.the preformed body is held during welding. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel angeordnet sind, die während der Verschweißung den vorgeformten Körper gegen das Kalibrierwerkzeug drücken·.9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that means are arranged which press the preformed body against the calibration tool during welding ·. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9a dadurch gekennzeichnet, daß als druckausübendes Mittel ein nichtmetallischer Spreizdorn angeordnet ist.10. Apparatus according to claim 7 and 9 a, characterized in that a non-metallic expanding mandrel is arranged as the pressure-exerting means. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9> dadurch gekennzeichnet, daß als druckausübendes Mittel ein pneumatisch oder hydraulisch in seinem Innendurchmesser veränderlicher, relativ dünnwandiger Druckschlauch aus nichtmetallischem Werkstoff angeordnet ist.11. Apparatus according to claim 8 and 9> characterized in that a pressure-exerting means Pneumatically or hydraulically variable, relatively thin-walled pressure hose in its inner diameter is arranged from non-metallic material. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,12. The device according to claim 11, characterized in that daß der den Körper und den Formdorn umschließende Druckschlauch axial drehbar angeordnet ist.that the pressure hose surrounding the body and the mandrel is axially rotatable. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine wendeIförmige Induktionsspule angeordnet ist.13. Device according to one of claims 7 to 13, characterized in that a helical induction coil is arranged. AO9838/0504AO9838 / 0504 14, Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine wendeiförmige Induktionsspule im Innern des Kalibrierdornes angeordnet ist.14, device according to claim 13, characterized in, that a helical induction coil is arranged inside the calibration mandrel. 409838/0504409838/0504
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