DE2160035A1

DE2160035A1 - Induktionsspule zum induktiven erwaermen von bewegten koerpern

Info

Publication number: DE2160035A1
Application number: DE2160035A
Authority: DE
Inventors: Hans Schaefer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1973-06-20
Also published as: BE792151A; DE2160035C3; NL7216128A; GB1415187A; AT312762B; LU66583A1; FR2162207B1; US3748422A; FR2162207A1; JPS4865542A; CH541270A; IT971265B; DE2160035B2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den 2.12.1971 Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.50

Unser Zeichen: 2160035 VPA 71/3301 Nm/Kz

Induktionsspule zum induktiven Erwärmen von bewegten Körpern

Die Erfindung betrifft eine Induktionsspule zum induktiven Erwärmen "und Verbinden von bewegten Körpern und Stoffen, insbesondere zum induktiven Versiegeln von bewegten Behältern mit einer Folie, bestehend aus zwei oder mehr Windungen eines elektrisch leitenden Rohres, welches mit einem durchströmenden Kühlmittel kühlbar ist.

Aus der deutschen Patentschrift 1 297 520 ist ein Verfahren zum dichten Verschließen von Behältern aus nichtmetallischem Material mit einer Metallfolie bekannt, bei dem die Metallfolie unter Zwischenschaltung einer thermoplastischen Schicht auf den Behälterrand aufgelegt, gegen den Behälterrand gedrückt und durch ein von einer Induktionsspule erzeugtes, elektromagnetisches Hochfrequenz-Induktionsfeld erhitzt wird. Bei diesem Verfahren wird zum Herstellen einer dichten, leicht abziehbaren Verbindung zwischen Metallfolie und Behälter eine mit einer thermoplastischen Schicht überzogene dünne Metallfolie, insbesondere mit einer Dicke zwischen 0,025 und 0,05 mm, verwendet. Das im MHz-Bereich liegende Hochfrequenz-Induktionsfeld mit einer Leistung von etwa 1,5 bis 10 kW wird beim Aufpressen innerhalb einer Zeit von beträchtlich weniger als einer Sekunde wirksam. Zum Anpressen der Membran und zur War- ■ mezufuhr wird dabei ein heb- und senkbarer Preßkopf aus isolierendem Material verwendet, der von der Induktionsspule umgeben ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Versiegeln der Behälter Stück für Stück einzeln vorgenommen, z.B. unter Zuhilfenahme eines schrittweise bewegten Förderbandes.

Es hat sich ferner ein \^rerfahren zum Versiegeln von Behältern durchgesetzt, bei dem die Behälter, z.B. Flaschen, Dosen, Becher, Gefäße aus Glas, Kunststoff und Metall, mit auf .den Rand der zu versiegelnden Öffnung aufgelegter Folie vornehm-

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lieh parallel zur Spulenebene durch das von einer Induktionsspule bei Durchgang von Hochfrequenz-Wechselstrom erzeugte magnetische Wechselfeld kontinuierlich hindurchbewegt werden. Dieses Durchlaufverfahren hat den Vorzug, daß es einen grösseren Ausstoß an versiegelten Behältern ermöglicht als das oben erwähnte Verfahren mit schrittweiser Versiegelung. Die Behälter können auf einem mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegten Förderband dicht an dicht stehen, und es sind bereits Durchlaufgeschwindigkeiten von 45 m/min erreicht worden. Dieses Verfahren hat eine erhebliche Bedeutung für die Erzeugung und Verpackung von Massenprodukten, z.B. in Herstellungsbetrieben für Lebens- und Genußmittel, in der chemischen, pharmazeutischen und kosmetischen Industrie, also in all den Gewerbezweigen, in denen ein gegen Fete htigkeit, Sauerstoff oder andere Gase empfindliches körniges, pastehförmiges oder flüssiges Füllgut gegen äußere Einwirkung für längere Lagerfähigkeit durch Versiegeln geschützt wird.

Bei diesem Verfahren wurden bisher insbesondere langgestreckte Induktionsspulen verwendet, welche aus einer oder mehr Windungen eines Metallrohres bestehen. Ein durch das Metallrohr strömendes Kühlmittel, z.B. Wasser, sorgt im Betrieb für eine ausreichende Kühlung der Induktionsspule. Es hat sich aber gezeigt, daß beim Versiegelungsvorgang Überhitzungen und Verbrennungen auftreten, und zwar sowohl an demjenigen Teil der Folie und des Behälterrandes, welcher sich beim Einlaufen als erster dem magnetischen Wirkungsbereich der Induktionsspule nähert, als auch an demjenigen Teil, welcher beim Auslaufen als letzter den magnetischen Wirkungsbereich verläßt. Diese Überhitzungen beeinflussen nicht nur nachteilig das Füllgut; sie haben auch an den genannten Stellen je nach Material entweder eine schlechte, brüchige Verbindung zwischen Folie und Behälter und dadurch bedingte Undichtigkeiten oder aber eine zu starke Verschmelzung zur Folge, welche beim öffnen des Behälters das Abziehen der Folie erschwert.

Diese Schwierigkeit bei der Herstellung einer allseitig gleich guten Verbindung tritt nicht nur beim induktiven Versiegeln von bewegten Behältern mit einer Folie auf.

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Sie ergibt sich überall dort, wo Körper und Stoffe zum induktiven Erwärmen und Verbinden im wesentlichen parallel zur Ebene einer Induktionsspule durch deren magnetischen Wirkungsbereich bewegt werden, und wo beim Bewegungsvorgang eine Verbindung im Bereich der Einlauf- und der Auslaufzone der Induktionsspule einsetzen soll. Beispielsweise ist bei einem langgestreckten, rechteckigen Metallband, das zwecks rahmenförmiger Beschichtung an allen vier Rändern mit je einem Faden aus thermoplastischem Material oder aus Zinn belegt ist, und das in seiner Längsrichtung in einigem Abstand parallel zur Ebene der stromdurchflossenen Induktionsspule durch deren magnetisches Wechselfeld bewegt wird, an den beiden kurzen Bandseiten eine wesentlich stärkere Erwärmung als an den beiden Längsseiten zu erwarten. Das thermoplastische Material bzw. das Zinn wird also im Bereich der schmalen Bandseiten verdampfen oder verbrennen, während die Erwärmung an den beiden Längsseiten des Metallbandes zu einer ausreichend haftfähigen Randschicht führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Induktionsspule derart auszubilden, daß die geschilderten Nachteile weitgehend vermieden werden, daß also ein durch ihren magnetischen Wirkungsbereich bewegter Körper im wesentlichen allseitig eine gleichgroße induktive Erwärmung erfährt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Magnetfeldstärke einer Induktionsspule in der Nähe ihres inneren Randes ein ausgeprägtes Maximum besitzt, daß im Augenblick des Eintretens und des Austretens des induktiv zu erwärmenden Körpers in die Einlaufzone bzw. aus der Auslaufzone der stromdurchflossenen Induktionsspule jeweils nur ein kleiner Teil des Körpers dem. maximalen Randfeld ausgesetzt ist, daß dadurch in diesen Teilen des Körpers jeweils ein am Rande fließender Ringstrom großer Stromstärke induziert und eine große thermische Leistungsdichte erzeugt wird, und daß daher die Energieübertragung an der Einlauf- und an der Auslaufzone der Induktionsspule verringert werden muß, um eine sogenannte weiche Einkopplung zu erreichen.

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Die genannte Aufgabe wird demzufolge erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Induktionsspule an zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten mit Mitteln zur Schwächung des bei Durchgang von Wechselstrom erzeugten magnetischen Wechselfeldes im Bereich dieser Abschnitte versehen ist.

Prinzipiell können diese Mittel lediglich darin bestehen, daß die Induktionsspule an den beiden Abschnitten, welche der Einlauf- und der Auslaufzone der bewegten Körper entsprechen, hochgezogen ausgebildet ist, und zwar so, daß der Abstand der hochgezogenen Abschnitte von der Durchlaufebene der Körper größer ist als die der übrigen Spulenabschnitte. Dieses Mittel hat sich als äußerst wirksam zur Verringerung der Magnetfeldstärke erwiesen, zumal die auf den Körper übertragene Energie umgekehrt proportional zum quadratischen Kopplungsabstand zwischen dem zu erwärmenden Körper und der Spulenwindung ist. Je nach Dimensionierung der Induktionsspule liegt der günstigste, von der Spulenebene aus gemessene Biegewinkel der beiden Abschnitte zwischen 30° und 45°. Für manche Zwecke, insbesondere wenn die Induktionsspule zur Sicherung ihrer Form in ein Vergußmittel eingegossen wird, kann sich jedoch eine unhandliche Spulengestalt ergeben.

Eine weitere Möglichkeit zur Schwächung des Magnetfeldes an der Einlauf- 'und Auslaufzone besteht darin, die Induktionsspule an den beiden gegenüberliegenden Abschnitten mit ferromagnetischen Rückschlußteilen, z.B. mit Ferriten, zu versehen, welche z.B. winkelförmig geschnitten sind. Diese sind so anzuordnen, daß zumindest ein Arm zwischen Durchlaufzone der Körper und Spulenebene liegt. Solange eine gute Kühlung dieser Rückschlußteile gewährleistet ist, läßt sich eine wirksame Herabsetzung der Magnetfeldstärke erzielen. Bei höherer Temperaturbeanspruchung besteht jedoch die Möglichkeit, daß sie ihre ferromagnetische Eigenschaft verlieren, paramagnetisch und damit weitgehend unwirksam werden. Insbesondere Ferrite sind sehr wärmeempfindlich. Sie zerspringen bereits bei relativ niedrigen Temperaturen. Es muß daher für eine gute Kühlung gesorgt werden.

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Eine andere Möglichkeit zur Verringerung der Magnetfeldstärke wird darin gesehen, an den beiden gegenüberliegenden Abschnitten der Induktionsspule je eine kleinere Zusatzspule anzuordnen, welche von derselben Hochfrequenz-Wechselstromquelle wie die Induktionsspule gespeist sind, die aber derart gepolt sind, daß ihr Magnetfeld gegenphasig zu dem Wechselfeld der Induktionsspule ausgerichtet ist. Durch Einstellen der Stromstärke der Zusatzspulen läßt sich die Magnetfeldstärke an der Einlauf- und der Auslaufzone auf einen gewünschten Wert einstellen. Ungeachtet des zusätzlichen Materialaufwands ist diese Möglichkeit dann von Bedeutung, wenn es auf die Veränderbarkeit der Einstellung ankommt, z.B. bei einem häufigen Wechsel in Art und Größe der induktiv zu erwärmenden Körper.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß.an jedem der beiden Abschnitte der Induktionsspule mindestens eine Windung von einer Manschette aus Metall umschlossen ist, und daß jede Manschette mit einer einzigen Windung elektrisch und thermisch leitend verbunden ist. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, daß die Manschette mit einer der außen verlaufenden Windungen elektrisch und thermisch leitend verbunden ist. Sie kann aber auch so vorgenommen sein, daß mindestens zwei Windungen von der Manschette umschlossen sind, und daß die Manschette mit einer der in ihrem Innern verlaufenden. Windungen elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.

In beiden Anordnungen übernimmt die Manschette neben der Punktion einer Schutzhülse die Punktion einer nach außen wirkenden magnetischen Abschirmung für die in ihrem Innern verlaufenden stromdurchflossenen Windungen. Die Windungen im Innenraum der Mansch«tto bewirken einen magnetischen Wochoelfluß, der im wesentlichen innerhalb der Manfjchette fließt" und kaum nach außen austritt. Lediglich die mit der Manschette z.B. durch Löten elektrisch leitend verbundene Windung trägt außer den gegebenenfalls noch vorhandenen weiteren, außerhaLb der Manschette verlaufenden Windungen zum maf.ru; ti rjchen Wcchne L fei d an der Einlauf- oder Auulauf-

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zone der Induktionsspule bei. Doch ist dieser magnetisch wirksame Beitrag der betreffenden Windung nicht durch den gesamten, sondern nur durch einen Bruchteil des durch die betreffende Windung und über die Manschette fließenden Stroms gegeben, da dieser Strom im wesentlichen auf der Innenwand der Manschette entlangfließt.

Soll das magnetische Wechselfeld an der Einlauf- und an der Auslaufzone weiter verringert werden, so kann mindestens eine der außerhalb der Manschette verlaufenden Windungen im Bereich der Manschette senkrecht zur Spulenebene versetzt angeordnet, und zwar von dem bewegten Körper fortgebogen sein. Durch das Biegen von Hand ist eine gewisse Einstellung des Magnetfeldes an der Einlauf- und Auslaufzone möglich.

Wie bereits ausgeführt, besteht jede der verwendeten Manschetten aus einem Metall. Kupfer, Messing und Aluminium sind geeignete Metalle, da sie eine gute leitfähigkeit besitzen. Ferromagnetische Werkstoffe, z.B. Stahl, Nickel und Eisen, schirmen das im Innern der Manschette erzeugte magnetische Wechselfeld zwar ebenfalls gut nach außen ab; sie besitzen aber einen relativ hohen ohmschen Widerstand, so daß die Manschette bei Verwendung solcher Werkstoffe stark aufgeheizt wird. Bei zu starker Aufheizung der Manschette kann die normalerweise vorhandene Isolation der Spulenwindungen schmelzen. Das verwendete Metall muß also sehr niederohmig sein, damit eine unzulässig hohe Aufwärmung der Manschette verhindert wird. Auch bei Verwendung der als Manschettenmatorial genannten relativ niederohmigen Metalle ist eine Erwärmung der Manschetten durch induzierte Ströme nicht zu verhindern. Die thermisch gut leitende Verbindung zwischen der besagten, von dem durchströmenden Kühlmittel gekühlten Windung und der Manschette sorgt gleichzeitig für eine Ableitung der durch Induktion erzeugten Wärme. Die Manschette wird also, was als besonderer Vorteil angesehen wird, durch das Kühlmittel in der besagten Windung mitgekühlt. Eine besondere Kühlung der Manschette erübrigt sich daher.

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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Patentansprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Pur gleiche und gleichartige Teile werden dabei dieselben Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:

Fig. 1 einen Blick auf eine aus zwei Windungen bestehende ■ Induktionsspule mit zwei Manschetten,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Linie II-II in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine Manschette und eine aus drei Windungen bestehende Induktionsspule ,

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine Manschette und eine aus fünf Windungen bestehende Induktionsspule, und

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine rechteckige Manschette und eine aus zehn Windungen bestehende Induktionsspule.

In Fig. 1 ist eine räumlich feststehende Induktionsspule 2 zum Versiegeln von Behältern mit Deckeln 3 dargestellt. Die Behälter, z.B. Becher aus Kunststoff, sind mit einem verbreiterten Rand versehen, der mit dem Rand des aufgelegten Deckels 3 abschließt. Die in der Aufsicht nicht sichtbare Innenwand 4 jedes Behälters ist ebenso wie die Außenwand 5 gestrichelt eingezeichnet. Der obere Teil jedes Deckels 3 besteht z.B. aus Pappe, der mittlere Teil aus Aluminium, und der untere Teil, der auf dem BehälterTand aufliegt, aus einer dünnen thermoplastischen Schieht. Die Behälter werden mit aufgelegtem Deckel 3 mit gleichförmiger Geschwindigkeit geradlinig in Richtung der eingezeichneten Pfeile unter der Induktionsspule 2 entlangbewegt. Die Durchlaufebene liegt also in einigem Abstand unter der Spulenebene.

Die Induktionsspule 2 ist aus einem elektrisch gut leitenden Metallrohr, z.B. aus Kupferrohr, gebogen. Sie besteht aus

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zwei Windungen 6 und 7, welche im wesentlichen in derselben Ebene 8 nebeneinander angeordnet sind. Die beiden Windungen 6 und 7 können auch übereinander verlaufen. Die Spulenebene ist in Laufrichtung der Behälter langgestreckt ausgebildet, und die Induktionsspule 2 besitzt in der Aufsicht eine annähernd rechteckige Gestalt. Sie kann aber auch oval oder kreisrund ausgebildet sein. Ihre Gestalt und Bemessung richtet sich bei vorgegebener Hochfrequenzleistung in erster Linie nach der Form, Dimensionierung und Bewegungsgeschwindigkeit der induktiv zu erwärmenden Deckel 3 und Behälter. Werden die Behälter mit aufgelegtem Deckel 3 z.B. auf einem (nicht gezeigten) Drehteller unter der Induktionsspule 2 vorbeigedreht, so wird man der Spulenebene 8 zweckmäßigerweise eine nierenförmige Gestalt geben. Versuche haben ergeben, daß die Innenbreite der Induktionsspule 2 bei einer optimalen Energieübertragung etwas größer sein sollte als der Durchmesser der Deckel 3.

Die Windungen 6 und 7 können außen mit einer Isolierschicht überzogen sein. Zwecks Kühlung wird die Induktionsspule 2 mit einem Kühlmittel 10, z.B. mit Wasser, beschickt. Ihr Eingang und Ausgang sind mit elektrischen Anschlußklemmen 11 versehen, an welche zwecks Zuführung von Wechselstrom ein nicht dargestellter Hochfrequenz-Generator angeschlossen ist. Dieser bleibt beim Durchlauf der Behälter dauernd eingeschaltet. Die induktive Versiegelung der Behälter wird also im Dauerbetrieb vorgenommen.

Zur Vermeidung von Überhitzungen an den Behältern und Deckeln 3 beim Einlaufen in den bzw. Auslaufen aus dem magnetischen Wirkungsbereich der Induktionsspule 2 ist diese mit Mitteln ■ versehen, welche das magnetische Wechselfeld an der Einlaufzone und an der Auslaufzone schwächen. Diese Mittel bestehen aus zwei rohrförmigen Manschetten 12 und 13, welche die beiden Windungen 6 und 7 an zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten der Induktionsspule 2 umschließen. Die Manschette 13 ist dabei in einem durch die Spulenebene 8 gelegten Schnitt gezeigt. Beide Manschetten 12 und 13 bestehen aus Kupfer, also aus einem elektrisch und thermisch gut leitenden Metall. Sie überdecken die endseitigen Krümmungen der Induk~

"tionsspule 2 vollständig. Jede der Manschetten 1? und 13 be-

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steht aus drei Teilen, die an Schweiß- oder Lötnähten 14- mit— einander elektrisch leitend verbunden sind.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 am Einlaufabschnitt eingezeichnete Manschette 12 im Schnitt II-II dargestellt. Die andere Manschette 13 zeigt einen gleichartigen Aufbau. Wie aus Fig.2 hervorgeht, ist die Manschette 12 als einteilige Rohrhülse mit annähernd ovalem Querschnitt ausgebildet. Sie kann auch aus zwei schalenformigen Hälften bestehen, welche lösbar miteinander verbunden 3ind. Es wurde bereits ausgeführt, daß beide Windungen 6 und 7 im Innern der Manschette 12 verlaufen. Die Windung 7 ist frei hindurchgeführt, während die Windung mit der Manschette 12 an einer Lötstelle 15 elektrisch und thermisch leitend verbunden ist. Die Windung 6 kann natürlich -Λ auch durch Verschrauben oder Verschweißen mit der Manschette 12 verbunden sein. Im übrigen kann die Induktionsspule 2 zur Sicherung ihrer Form und zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen mitsamt den Manschetten 12 und 13 entweder in einen Rahmen oder in eine Platte aus Kunststoff eingegossen sein.

Rechts neben der Manochette 12 ist ein Behälter mit einem aufgelegten dreiteiligen Deckel 3 eingezeichnet, welcher in einigem Abstand zur Manschette 12 in Richtung de3 Pfeiles und parallel zur Spulenebene 8 in das zentrale Magnetfeld der Induktionsspule 2 hineinbewegt wird.

Bei fehlender Manschette 12 ist die wirksame Feldstärke des magnetischen Weohselfeldes, dem die Behälter und Deckel 3 an der Einlaufzone der Induktionsspule 2 ausgesetzt sind, durch den doppelten Betrag des Strömen gegeben, welcher über eine der Windungen 6 und 7 fließt. Nach Einfügen der Manschette 12 trägt zur wirksamen Feldstärke nur ein Bruchteil dieses Betrages bei, da im Einlaufabschnitt der Strom der Windung 7 durch die Manschette 12 magnetisch abgeschirmt wird, und da der Strom der Windung 6 dort im wesentlichen über die Innenwand der Manschette 12 fließt. Entsprechendes gilt für die Manschette 13. Im Bereich der inneren Längsseiten der Induktionsspule 2 wird dagegen der doppelte Betrug den Strömen wirksam. Die thermische Ankopplung der

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Manachette 12 an die Windung 6 über die Lötstelle 15 gewährleistet eine Ableitung der durch induzierte Ströme in der Manschette 12 erzeugten Wärme.

In Pig. 3 ist ein Schnitt durch eine Manschette 12 und durch eine aus drei Windungen bestehende Induktionsspule gezeigt. Dieser Schnitt entspricht wiederum einem Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Figur 1. Außerhalb der Manschette 12 angeordnete Windungen 6 oder 7 werden hier und im folgenden mit einem dem Bezugszeichen zugesetzten Buchstaben "a" bezeichnet.

Bei der in Pig. 3 gezeigten Anordnung sind zv/ei Windungen kontaktlos durch die Manschette 12 geführt. Die dritte Windung 6a ist außen angeordnet und über eine Lötstelle 15a mit der Manachette 12 verbunden. Die Lötstelle 15a sorgt wiederum für einen guten elektrischen und thermischen Kontakt zwischen der Manschette 12 und der äußeren Windung 6a. Somit ist auch hier gewährleistet, daß die Verlustwärme in der Manschette 12 über das Kühlmittel in der Windung .6a abgeführt wird. Ferner fließt auch hier ein beträchtlicher Anteil des von der Windung 6a zugeführten Stromes über die Innenwand der Manschette 12, welche das von den beiden in ihrem Innern verlaufenden Windungen 7 herrührende Magnetfeld nach außen abachirmt. Eine Anordnung gemäß Fig. 3 erzeugt also in der Einlaufzone im wesentlichen betragsraäßig dasselbe magnetische Wechselfeld wie die Anordnung gemäß Pig. 2. Sie hat allerdings den Vorteil, daß die Magnetfeldstarke an der Einlaufzone in Bezug auf die Feldstärke im Bereich der inneren Längsseiten der Induktionsspule wesentlich stärker herabgesetzt ist al3 bei einer Anordnung gemäß Fig. 2.

In Pig. 4 ist entsprechend der Schnittlinie II-II von Fig. der Querschnitt einer Manschette 12 und einer-aus 5 Windungen bestehenden Induktionsspule dargestellt. Die innere Windung 6 ist über eine Lötstelle 15 mit der Manschette 12· verbunden, während die drei Windungen 7 ohne elektrischen Kontakt durch die Manschette 12 hindurchführen. Der freie

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Innenraum der Manschette 12 ist mit einem elektrischen Isolierstoff 17, z.B. mit einem Kunststoff, ausgefüllt, der den Windungen 7 Halt gibt. Außerhalb der Manschette 12 ist die fünfte Windung 7a frei angeordnet. Das magnetische Wechselfeld an der Einlaufzone wird bei dieser Anordnung betragsmäßig durch den von der Windung 6 über die Manschette und durch den über die äußere Windung 7a fließenden Strom bestimmt.

In den vorangehend beschriebenen Figuren 2 bis 4 waren Windungen von rundem Querschnitt gezeigt worden. Es kann selbstverständlich auch eine andere Querschnittsform gewählt werden,· dieser wird dann der Querschnitt der Manschetten zweckmäßigerweise angepaßt. In Fig. 5 ist eine an der Einlaufzone angeordnete Manschette 12 von rechteckigem Querschnitt dargestellt. Die Induktionsspule mit insgesamt zehn Windungen selbst ist aus einem rechteckigen Rohr gewickelt* Die Manschette 12 umschließt die acht Windungen 6 und 7» wovon wiederum die Windung 6 über eine Lötstelle 15 in den Innenraum der Manschette 12 eingelötet ist. Außerhalb der Manschette 12 verlaufen die beiden nebeneinander liegenden Windungen 7a. Sie sind im Bereich der Manschette 12 senkrecht zur Spulenebene 8 versetzt angeordnet. Die Versetzung erfolgte derart, daß der Kopplungsabstand zu den bewegten Behältern und Deckeln vergrößert wurde. Ihr Beitrag zur Nvirksamen magnetischen Feldstärke an den Versiegelungsstellen ist daher geringer, als wenn sie in der Spulenebene angeordnet wären. Der Kopplungsabstand läßt sich durch Biegen von Hand einstellen. Zur wirksamen Feldstärke trägt lediglich der hochfrequente Strom in den Windungen 6 und 7a bei.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die beschriebenen und dargestellten Induktionsspulen mit Schwächung des magnetischen Wechselfeldes an zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten nicht nur zum Versiegeln von Behältern herangezogen v/erden können. Sie können vielmehr überall dort eingesetzt werden, wo in ein magnetisches Wechselfeld eingeführte Körper und Stoffe allseitig gleichmäßig induktiv erwäi'mt werden sollen.

15 Patentansprüche
5 Figuren 30 9 8 2 S /00 2 3 - 12 -

Claims

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1. Induktionsspule zum induktiven Erwärmen und Verbinden von bewegten Körpern und Stoffen, insbesondere zum -induktiven Versiegeln von bewegten Behältern mit einer Folie, bestehend aus zwei oder mehr Windungen eines elektrisch leitenden Rohres, welches mit einem durchströmenden Kühlmittel kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule an zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten mit Mitteln zur Schwächung' .des bei Durchgang von Wechselstrom erzeugten magnetischen Wechselfeldes im Bereich dieser Abschnitte versehen ist.

2. Induktionsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie an den beiden Abschnitten hochgezogen ausgebildet ist.

3. Induktionsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne-t, daß sie an den beiden Abschnitten mit ferromagnetischen Rückschlußteilen versehen ist.

4. Induktionsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Abschnitten je eine Zusatzspule angeordnet ist, welche an dieselbe Hochfrequenz-Wechselstromspule wie die Induktionsspule derart anschließbar sind, daß ihr Magnetfeld jeweils gegenphasig zu dem Wechselfeld der Induktionsspule ausgerichtet ist.

5. Induktionsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an· jedem der beiden Abschnitte mindestens eine Windung (6,7) von einer Manschette (12; 13) aus Metall umschlossen· ist, und daß jede Manschette (12; 13) mit einer einzigen Windung (6, 6a) elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.

6. Induktionsspule nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß mindesten« eine Windung (7) von der Manschette (12;13) umschlossen int, und daf3 die? Manschette (12; 13) mit einer

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der außen verlaufenden Windungen (6a) elektrisch und thermisch leitend verbunden J„3t.

7. Induktionsspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Windungen (6, 7) von der Manschette (12; 13) umschlossen sind, und daß die Manschette (12; 13) mit einer Windung (6), welche in ihrem Innern verläuft, elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.

8. Induktionsspule nach einem .der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der außerhalb der Manschette (12; 13) verlaufenden Windungen (7a) im Bereich der Manschette (12; 13) senkrecht zur Spulenebene (8) versetzt angeordnet ist.

9· Induktionsspule nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (12; 13) aus Kupfer, Messing oder Aluminium besteht.

10. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Windung (6, 6a) durch Löten mib der Manschette (12; 13) elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.

11. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (12; 13) als Rohrhülse mit ovalem Querschnitt ausgebildet ist.

12. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (I2; 13) aus zwei schalenförmigen Häiften besteht, welche lösbar miteinander verbunden sind.

13. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 5 bi3 12, dadurch gekennzeichnet, daß der freiu Innenraum der Manschette (12; 13) mit einem Isolierstoff (17) ausgefüllt ist.

14. Induktionsspule nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie mitsamt den Manschetten (12; 13)

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in einen Rahmen au3 Kur. st stoff eingegossen ist.

15·Induktionsspule nach einem der Ansprüche 5 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß sie mitsamt den Manschetten (12; 13) in eine Platte aus Kunststoff eingegossen ist.

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