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DE9422163U1 - Schweißbacke gebildet aus zwei Keramikmaterialien, wovon eines elektrisch leitend ist - Google Patents

Schweißbacke gebildet aus zwei Keramikmaterialien, wovon eines elektrisch leitend ist

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Publication number
DE9422163U1
DE9422163U1 DE9422163U DE9422163U DE9422163U1 DE 9422163 U1 DE9422163 U1 DE 9422163U1 DE 9422163 U DE9422163 U DE 9422163U DE 9422163 U DE9422163 U DE 9422163U DE 9422163 U1 DE9422163 U1 DE 9422163U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding
ceramic
electrically conductive
ceramic material
percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE9422163U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Original Assignee
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9300693A external-priority patent/SE501098C2/sv
Application filed by Tetra Laval Holdings and Finance SA filed Critical Tetra Laval Holdings and Finance SA
Publication of DE9422163U1 publication Critical patent/DE9422163U1/de
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Description

Fall TP 989-600 DE
Tetra Laval Holdings & Finance S.A.
29.7.98 - RB
Schweissbacke gebildet: aus zwei Keramikmaterialien, wovon eines elektrisch leitend ist
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschweissen und/oder Verbinden von thermoplastischen Materialien oder mit Thermoplasten beschichteten Materialien, vorzugsweise Verpackungsmaterialien, durch Erhitzen und Pressen der Materialien im Schweissbereich, mit der Absieht, eine Oberflächenverschmelzung von aneinander anliegenden thermoplastischen Schichten zu erreichen, um eine dichte und mechanisch dauerhafte Verschweissung zu erhalten, wobei die Vorrichtung zwei Schweissbacken umfasst, die zueinander bewegbar angeordnet sind und so ausgerichtet sind, dass sie zwischen sich das zu verschweissende Material aufnehmen können, wobei mindestens die eine Schweissbacke einen Keramikteil aufweist, der mindestens ein Keramikmaterial umfasst, das elektrisch isolierend ist.
Technischer Hintergrund
In der Verpackungstechnologie ist es seit langem bekannt, Verpackungen aus thermoplastischen Materialien oder mit thermoplastischen Schichten überzogenen Materialien, z.B. kunststoffbeschichtetem Papier oder Karton, herzustellen.
Der diesen Materialien innewohnende Vorteil liegt darin, dass sie durch Oberflächenverschmelzung von aneinander anliegenden thermoplastischen Schichten auf bequeme Weise miteinander verbunden und aneinander geschweisst werden können. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich zu erreichen, dass die Verpackungen, die durch Falten oder andere Verfahren gebildet worden sind, in ihrer gegebenen Form gehalten werden können, sondern es ist auch möglich zu erreichen, dass die Verpackungen mit einer dichten Verschweissung versehen werden können, die den Inhalt der Packung schützt und verhindert, dass dieser durchsickert. Ver-
schweissungen dieser Art werden meistens mit der Hilfe von sogenannten Heissbacken realisiert, die aus Vorrichtungen bestehen, die zwischen sich die zu verschweissenden Materialien aufnehmen und sie unter gleichzeitiger Wärmezuführung zusammenpressen können, so dass die: gewünschten Teile der zusammengepressten und aneinander anliegenden Kunststoffschichten dazu gebracht werden, in eine dichte und mechanisch dauerhafte Schweissstelle oder Verbindung zu verschmelzen. Die im allgemeinen auftretende Art solcher Schweissbacken besteht aus metallischen Bändern oder Streifen, die auf Tragbalken angeordnet sind, oder Metallkörpern, die entweder ständig oder bei jeder Schweissgelegenheit durch den Fluss eines elektrischen Stromes durch sie hindurch erhitzt werden. Das Verschweissen kann entweder mit der Hilfe von zwei erhitzten Schweissbacken ausgeführt werden, die auf beiden Seiten des zu verschweissenden Materials aufeinander zu gedrückt werden, oder auch durch eine Schweissbacke und eine sogenannte Gegenbacke, deren einziger Zweck es ist, einen Rückanschlag für die Heizbacke zu bilden und das Material zu kühlen, damit die Schweissstelle oder Verbindung schnell stabilisiert werden kann. Die am häufigsten auftretenden Schweissbacken in modernen, automatischen Verpackungsmaschinen bestehen aus Heizbacken mit dünnen Metallbändern oder -streifen, die über einem auf einem Metall, z.B. Stahlbalken, angebrachten isolierenden Keramikmaterial angeordnet sind. Solche Schweissbacken sind z.B. aus der DE-A-I 604 564, GB-A-I 063 119 oder FR-A-2 607 749 bekannt. Im Moment des Verschweissens werden die Schweissbacken mit grosser Presskraft geschlossen, so dass sie zwischen sich das zu verschweissende Material aufnehmen, wonach ein kurzer Stromimpuls durch die oben erwähnten metallischen Streifen durchgelassen wird, die unverzüglich auf Hochtemperatur erhitzt werden. Die in den metallischen Streifen erzeugte Wärme wird auf das Verpackungsmaterial übertragen und die aneinander anliegenden thermoplastischen
Schichten werden dazu gebracht, miteinander zu verschmelzen. Der Stromimpuls wird unterbrochen, wenn eine genügend grosse Wärmemenge erzeugt worden ist, wonach die Schweissbacken geöffnet und das verschweisste Material freigegeben ■ 5 : werden. . ,.·. ■:. ■
Aus fertigungstechnischen und anderen Gründen, z.B. den Kräften, die wegen der Längenausdehnung beim Erhitzen auf die Streifen wirken, ist es schwierig, bei Verwendung dünner Metallstreifen etwas anderes als identische und gerade Verschweissungen zu realisieren. In gewissen Fällen besteht jedoch ein Bedarf, mit gekrümmten Verschweissungslinien oder Verschweissungen verschiedener Stärke oder Adhäsionskraft entlang der Verschweissungsausdehnung zu arbeiten. Im Prinzip ist es nicht möglich gewesen, dies mit der Hilfe der Technologie des Standes der Technik, die metallische Streifen verwendet, zu realisieren.
Anderseits ist es im technischen Gebiet der Durchflussmengenmessung-Detektionsrohre der Magnetinduktionsart aus der JP-A-1136025 bekannt, eine elektrisch leitende Keramik als Messelektrode zu verwenden, wobei diese Keramik einen Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich demjenigen der elektrisch isolierenden Keramik aufweist, in der sie eingebettet ist. Dies gibt einen Hinweis, Unterschiede bei den Wärmeausdehnungskoeffizienten durch Verwendung einer Keramik als elektrisch leitendes Material eingebettet in isolierendem Keramikmaterial zu vermindern. Es ist jedoch kein Vorschlag vorhanden, wie mit Schweissbacken etwas anderes als identische und gerade Verschweissungen zu realisieren sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikteil mindestens der einen Schweissbacke ein elektrisch leitendes Keramikmaterial umfasst, das einen
oder mehrere im isolierenden Material eingebettete kontinuierliche Stränge formt, wobei der- Strang oder die Stränge bei oder in der Nähe von seinen bzw. ihren Endpunkten mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist bzw. sind und 5. ■ entlang seiner bzw·. ■ ihrer Länge-.eine -variierende-Breite, · Tiefe und/oder Querschnittsfläche aufweist bzw. aufweisen.
Somit sind bei der vorliegenden Erfindung Metallstreifen durch elektrisch leitendes Keramikmaterial ersetzt worden,
to das unter anderem den Vorteil aufweist, dass zwischen dem leitenden Material und der darunterliegenden isolierenden Keramikschicht bezüglich des linearen Ausdehnungskoeffizienten erheblich kleinere Unterschiede vorhanden sein werden. Dies hat zur Folge, dass die mechanischen Belastungen in der keramischen isolierenden Schicht reduziert sein können. Im weiteren formt das elektrisch leitende Keramikmaterial einen Strang oder Stränge, der bzw. die entlang seiner bzw. ihrer Länge eine varierende Breite, Tiefe und/oder Querschnittsfläche aufweist bzw. aufweisen. Dies macht es nicht nur möglich, Verschweissungslinien wählbarer Ausdehnung zu realisieren, sondern auch Unterbrechungen in der Verschweissungslinie, lokale Verstärkungen der Verschweissung und sogar Schlitze, Perforierungen und die Durchführung von anderen mechanischen Bearbeitungen zur selben Zeit, wie der Verschweissungsvorgang ausgeführt wird, zu realisieren. Durch Hochziehen der elektrisch isolierenden Keramik auf beiden Seiten des leitenden Materials auf ein in der Ebene des leitenden Materials liegendes Niveau können auch Kaltpresszonen in der Nähe des Verschweissungsbereichs erhalten werden, wodurch die seitliche Ausdehnung der Verschweissung verhindert werden kann. Aufgrund der äusserst hohen Verschleissfestigkeit und Härte der Keramikmaterialien wird die Form, die dem Material bei der Herstellung verliehen worden ist, nicht abgestumpft oder verändert.
Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt hiernach detaillierter beschrieben werden ■5· -mit: "spezieller Bezugnahme auf .die"; begleitende schematische Zeichnung, in der:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Heizschweissbacke
ist;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Detail des keramischen isolierenden Materials zeigt; und
Fig. 4 zeigt, wie der Verschweissungszyklus abläuft.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels Die in Fig. 1 dargestellte Heizbacke ist auf einem Balken 1 aus z.B. Stahl oder Kupfer konstruiert, an dem die isolierende Keramikschicht 2 mit Hilfe eines Klebemittels 6 oder mit Hilfe von mechanischen Befestigungsteilen angebracht ist. Als "Einlage" in der isolierenden Keramikschicht 2 ist ein Strang aus einem elektrisch leitenden Keramikmaterial 3 vorhanden. Das elektrisch isolierende Material 2 kann z.B. aus einer Mischung aus Zirkoniumdioxid (ZrC>2) und Siliziumkarbid (SiC) und das elektrisch leitende Keramikmaterial 3 aus einer Mischung aus Titanborid (TiB2) und Siliziumkarbid (SiC) bestehen. Der Anteil an ZrO2 in der isolierenden Keramik kann in der Grössenordnung von zwischen 10 und 50 Volumenprozent, vorzugsweise 30 Volumenprozent, sein, und in der elektrisch leitenden Keramik kann der Anteil an TiB2 in der Grössenordnung von zwischen 20 und 60 Volumenprozent, vorzugsweise 45 Volumenprozent, sein. Das elektrisch leitende Material 3 bildet einen kontinuierlichen Strang, dem in diesem Fall mit der Absicht, die Beschreibung und das Verstehen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, eine komplizierte und mannigfaltige Gestalt gegeben worden ist.
Die Endpunkte des Stranges 3 weisen metallisierte Kontaktstellen 4 auf, an die elektrische Leitungen 5 von einer Stromquelle angeschlossen werden können. Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Ausdehnung des Stranges 3 in drei
.5 ...-Bereiche ..I,■ II .und.TII unterteilt, .um. das. Verstehen, der ·
folgenden Beschreibung zu erleichtern.
Wenn in der Schweissheizbacke gemäss Fig. 1 Wärme erzeugt werden soll, werden die Leitungen 5 an eine Stromquelle angeschlossen und ein Stromimpuls wird durch das elektrisch leitende Keramikmaterial 3 durchgelassen. Da es sich hier um einen einzigen Stromweg handelt, wird der elektrische Strom durch das elektrisch leitende Keramikmaterial 3 entlang allen Teilen des Stromwegs gleich sein und, in anderen Worten, der elektrische Strom wird in den oben erwähnten Bereichen I, II und III entlang des Stranges aus keramischem elektrisch leitendem Material 3 gleich sein. Da die Querschnittsfläche des Stranges aus elektrisch leitendem Material 3 nicht über den ganzen Stromweg gleich ist, wird
die Stromdichte variieren und damit auch die Wärmeerzeugung.
Im Bereich I ist der Stromweg im elektrisch leitenden Material 3 zugegebenermassen insofern unregelmässig, als er nicht gerade ist, aber das elektrisch leitende Material 3 hat im ganzen Bereich I die selbe Querschnittsfläche, was bedeutet, dass die Wärmeerzeugung pro Längeneinheit im ganzen Bereich die selbe ist. Anderseits ist im Bereich II der Strang aus elektrisch leitendem Material 3 von erheblich grösserer Breite und, da angenommen werden kann, dass die Dicke der Schicht 3 nicht verändert worden ist, ist die Querschnittsfläche des elektrisch leitenden Materials 3 im Bereich II erheblich grosser als im Bereich I. Wie wohlbekannt ist, ist der elektrische Widerstand eines Materials direkt proportional zur Querschnittsfläche des Materials,
was bedeutet, dass der elektrische Widerstand pro Längeneinheit im elektrisch leitenden Material im Bereich II ■ kleiner ist als der entsprechende elektrische Widerstand im Bereich I. Da die Wärmeerzeugung, die erhalten wird, wenn - .ein .Strom durch, einen -Widerstand·, gelassen..wird, R x~I2· ist, wobei R der Widerstand und I die Stromstärke ist, kann leicht erkannt werden, dass die Wärmeerzeugung pro Längeneinheit im Bereich II kleiner sein wird, da R (d.h. der Widerstand) kleiner ist als im Bereich I. Neben der Tatsache, dass die erzeugte Wärme im Bereich II kleiner ist, ist die Kontaktfläche des elektrisch leitenden Materials 3 im Strang im Bereich II pro Längeneinheit erheblich grosser als im Bereich I, was bedeutet, dass diese im Bereich II erzeugte Wärme einerseits pro Längeneinheit kleiner ist und anderseits über eine grössere Oberfläche abgegeben wird. Dies hat zur Folge, dass eine Oberflächenausdehnung der im Bereich II gezeigten Art in der Schweissbacke in Zonen gebraucht werden kann, in denen keine oder eine schwache Schweisskraft und Wärmeerzeugung gewünscht sind. Im Bereich I wird genügend Wärme erzeugt, um eine Oberflächenverschmelzung von verschweisstem Material gemäss der Gestalt, die dem elektrisch leitenden Material 3 gegeben worden ist, zu erreichen, da eine genügende Wärmemenge in einem relativ engen Bereich erzeugt worden ist. Wie vorher erwähnt worden ist, wird im Bereich II nicht so viel Wärme erzeugt, und die erzeugte Wärme wird darüberhinaus über eine grössere Oberfläche abgegeben, was ein schwächeres Verschweissen zur Folge hat. Entsprechend ist es durch lokale Reduzierung der. Fläche des Stromwegs möglich, eine lokale Wärmekonzentration in jenen Fällen zu erhalten, in denen dies wünschbar ist.
Im Bereich III ist gezeigt, wie es nicht nur möglich ist, die Breite des Schweissmusters und das Erscheinungsbild des Stromwegs 3 zu variieren, sondern der Stromweg ist auch im
Abschnitt 14 im Bereich III einige Zehntelmillimeter erhöht. Dies führt dazu, dass in dieser Region eine lokal grössere mechanische Kraft erreicht werden wird, wenn die Schweissbacken gegen das zu verschweissende Material ge-
; 5. .: drückt werden, und.dies trägt auch. dazu, bei, eine.·.kraftvollere Verschweissung zu erhalten. Der Abschnitt 15 des Stromwegs ist als Kante ausgeformt worden, mit deren Hilfe es z.B. möglich ist, direkte Schneidvorgänge, Perforierungen oder gewünschte mechanische Bearbeitungen des Verpackungsmaterials (z.B. Realisieren von Einschnitten, Löchern, Schlitzen etc.) gleichzeitig mit der Ausführung des Verschweissungsvorgangs auszuführen.
Es ist so möglich, mit der in Fig. 1 dargestellten Schweissbacke nicht nur Verschweissungslinien wählbarer Ausdehnung zu realisieren, sondern auch Unterbrechungen in der Verschweissungslinie, lokale Verstärkungen der Verschweissung und sogar Schlitze, Perforierungen und die Durchführung von anderen mechanischen Bearbeitungen zur selben Zeit, wie der Verschweissungsvorgang ausgeführt wird, zu realisieren. Durch Hochziehen der elektrisch isolierenden Keramik auf beiden Seiten des leitenden Materials auf ein in der Ebene des leitenden Materials liegendes Niveau können auch Kaltpresszonen in der Nähe des Verschweissungsbereichs erhalten werden, wodurch die seitliche Ausdehnung der Verschweissung verhindert werden kann. Aufgrund der äusserst hohen Verschleissfestigkeit und Härte der Keramikmaterialien wird die Form, die dem Material bei der Herstellung verliehen worden ist, nicht abgestumpft oder verändert.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt von Fig. 1 entlang der Linie A-A. Wie in Fig. 2 ersichtlich sein wird, ist der Stahlbalken 1 mit ausgebohrten Kühlkanälen 7 oder mit offenen Kanälen 8, die eine direkte Verbindung zur Oberfläche des kera-
mischen isolierenden Materials haben, versehen. Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, ist das keramische isolierende Material -
2 mittels einer Klebeschicht 6 direkt mit dem Stahlbalken 1 verbunden und das elektrisch leitende Material 3 ist in das
.5 isolierende Keramikmaterial 2 eingelegt.. Da- die Keramikma- ·:■ terialien 2 und 3 im wesentlichen den selben linearen Ausdehnungskoeffizienten haben, werden zwischen der keramischen elektrisch isolierenden Schicht 2 und der Schicht 3 aus elektrisch leitendem Material keine spürbaren Spannungen auftreten. Zugegebenermassen wird die leitende Schicht
3 erheblich mehr erhitzt werden als die isolierende Schicht 2, aber ein effizientes Kühlen mit Hilfe der Kühlkanäle und Kanäle 7 und 8 hat zur Folge, dass das mechanischen Spannungen im Material innewohnende Problem beherrscht werden kann.
Die Arbeitsweise der Heizschweissbacke gemäss Fig. 1 ist in Fig. 4 schematisch dargestellt, in der das zu verschweissende (und aus einem Verpackungsmaterial mit einer Papierschicht 12 und Kunststoffbeschichtungen 13 bestehende) Material 11 zwischen eine Heizschweissbacke und eine sogenannte Gegenbacke 10 eingeführt worden ist. Die Heizschweissbacke und die Gegenbacke werden gegeneinander gedrückt, während sie das Verpackungsmaterial 11 zwischen sich aufnehmen und zusammenpressen. In Verbindung mit diesem Zusammenpressen wird ein Strom durch die Schicht 3 aus elektrisch leitendem Material gelassen, welches unverzüglich erhitzt wird, wonach die Wärme durch Leitung auf die Kunststoffschichten 13 des Verpackungsmaterials 11 übertragen wird, die dazu gebracht werden, zu schmelzen und unter dem herrschenden Druck sich miteinander zu verschmelzen und zu verbinden. Um die so erreichte Schweissstelle oder Verbindung schnell stabilisieren zu können, d.h. das Kunststof fmaterial dazu zu bringen, noch einmal gekühlt zu werden, ist die Gegenbacke 10 im dargestellten Ausführungsbei-
spiel mit Kühlkanälen 9 versehen. Nach vollendetem Verschweissungsvorgang werden die Schweissbacken getrennt, wonach das verschweisste oder verbundene Verpackungsmaterial 11 entfernt werden kann.
· · ■ ■ ■ · . - ■
Einleitungsweise ist die Herstellungsweise einer Heizschweissbacke gemäss der vorliegenden Erfindung kurz erwähnt worden und sie wird nachfolgend detaillierter erklärt werden.
Die Herstellungsweise basiert auf dem Konzept, dass das Keramikmaterial in zwei Schritten hergestellt werden kann. In einem ersten Schritt wird durch Pressen eines Keramikpulvers ein Körper des isolierenden Materials 2 hergestellt, und ein solcher Körper ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Ein Kanal oder Einschnitt 16 entsprechend der Form des gewünschten Ausdehnungsmusters der elektrisch leitenden Keramik 3 wird ebenfalls in den Körper 2 geprägt oder geformt. Die Höhlung oder der Kanal 16 wird danach mit keramischem, elektrisch leitendem Pulvermaterial gefüllt, wodurch der Strang 3 geformt wird.
Das Material, aus dem der Körper 2 besteht, enthält ein Pulver, das zu einer zweckdienlichen Gestalt gepresst wird, möglicherweise mit einer gewissen Form von Rückbearbeitung. Das Material im Strang 3 kann aus einem Pulver bestehen, das in die Höhlung 16 gepresst oder alternativ zu einem Brei gemischt wird, der über den Körper 2 gezogen wird.
Dieser gepresste Keramikkörper besitzt jedoch keine mechanische Festigkeit von Bedeutung, weshalb er mit einem gewissen Grad an Vorsicht behandelt werden muss. Der geformte Keramikkörper oder genauer die Kombination von verschiedenen Keramikmaterialien mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften wird in eine Druckkammer gelegt. In dieser
Druckkammer (durch den Hersteller ABB mit "Quintus Press" bezeichnet) wird der Druck auf ungefähr 160 MPa und die Temperatur auf 17500C erhöht. Nachdem die Keramikmaterialien während ungefähr 4 Stunden Hitze und Hochdruck ausgesetzt gewesen sind, sind sie zusammengesintert, um einen äusserst feinporigen, harten und verschleissfesten Körper zu bilden, der in einer oben erwähnten Art, wie z.B. Löten oder Kleben, an dem kühlenden Körper befestigt oder alternativ mechanisch festgeklemmt wird.
Es hat sich erwiesen, dass unter Verwendung der neuen, keramisches elektrisch leitendes Material benützenden Technologie eine beachtliche Freiheit bei der Auswahl des Erscheinungsbildes, der Ausdehnung, der lokalen Stärke etc.
von Verschweissungen vorhanden ist und es hat sich darüberhinaus erwiesen, dass die keramischen Heizschweissbacken eine ausgezeichnete Verschleissfestigkeit besitzen, weshalb sie nicht merklich abgenutzt werden. Natürlich ist es möglich, völlig andere Verschweissungskonfigurationen und praktische Anwendungen als die hier präsentierten zu realisieren, und es ist auch möglich, andere Keramikmaterialien als die offenbarten zu gebrauchen, obwohl festgestellt wurde, dass die speziellen Keramiken, die hier erwähnt worden sind, die zweckmässigsten der uns bekannten Keramikmaterialien oder Keramiken sind. Es ist oft von Wichtigkeit, äusserste Präzision und Genauigkeit in der Gestaltung und Konstruktion einer Schweissbacke aufrechtzuerhalten, und es kann daher notwendig sein, nach der Herstellung der Schweissbacke gemäss den vorgehend erklärten Verfahren den elektrisch leitenden Strang 3 zu schleifen, um einerseits eine verbesserte Oberflächenglätte und anderseits einen grösseren Grad an dimensioneller Präzision zu erhalten. Es kann sich auch als notwendig und geeignet erweisen, bei der Herstellung der Schweissbacke zuerst das elektrisch isolierende Material 2 herzustellen und einer Druckbehandlung zu
unterziehen, um einen Körper in Übereinstimmung mit dem in Fig. 3 dargestellten zu realisieren. Danach können die Kanäle 16 im Körper 2 mit elektrisch leitendem Keramikmaterial 3 gefüllt werden, wonach der ganze Körper noch einmal einer Druck- und Hitzebehandlung ausgesetzt wird, so dass das Keramikmaterial 3 auch zusammensintert, um ein hartes und verschleissfestes Teil zu bilden. Ein simultanes Druckbehandeln und Sintern der zwei Keramiken ist jedoch vorzuziehen und dies ergibt die beste Verbindungsstärke zwischen der elektrisch leitenden und der elektrisch isolierenden Keramik.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht als auf das oben Beschriebene und in der Zeichnung Gezeigte beschränkt angesehen werden, da viele Modifikationen denkbar sind.

Claims (6)

Schutzansprüche
1. Vorrichtung zum.Verschweissen und/oder Verbinden von thermoplastischem Material oder mit Thermoplasten beschichteten Materialien, vorzugsweise Verpackungsmaterialien, durch Erhitzen und Pressen der Materialien im
Schweissbereich, mit der Absicht, eine Oberflächenverschmelzung
von aneinander anliegenden thermoplastischen
Schichten zu erreichen, um eine dichte und mechanisch
dauerhafte Verschweissung zu erhalten, wobei die Vorrichtung zwei Schweissbacken umfasst, die zueinander bewegbar angeordnet sind und so ausgerichtet sind, dass sie zwischen sich das zu verschweissende Material (11) aufnehmen können, wobei mindestens die eine Schweissbacke einen Keramikteil aufweist, der mindestens ein Keramikmaterial (2) umfasst, das elektrisch isolierend ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikteil im weiteren ein elektrisch leitendes Keramikmaterial (3) umfasst, das einen oder mehrere im isolierenden Material (2) eingebettete kontinuierliche Stränge
formt, wobei der Strang oder die Stränge bei oder in der
Nähe von seinen bzw. ihren Endpunkten (4) mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist bzw. sind und entlang seiner bzw. ihrer Länge eine variierende Breite, Tiefe
und/oder Querschnittsfläche aufweist bzw. aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikteil durch Löten, Feuerschweissen, Kleben oder andere Mittel fest an einem metallischen Substrat, vorzugsweise einem Balken (1), angebracht ist,
der Kühlkanäle (7) in der Form von ausgebohrten Löchern
oder offenen Kanälen über die Oberfläche des Balkens (1), an der der Keramikteil angebracht werden soll, aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Keramikmaterial (2) kontinuierliche, kanalartige Vertiefungen aufweist, in denen das elektrisch leitende Keramikmaterial (3) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang oder die Stränge aus elektrisch leitendem Material (3) sich kurvenförmig erstreckt bzw. erstrecken.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Keramikmaterial (2) aus einer Mischung aus Zirkoniumdioxid (ZrO2) und Siliziumkarbid (SiC) besteht, wobei die Menge an ZrO2 zwischen 10 und 50 Volumenprozent, vorzugsweise 30 Volumenprozent, beträgt, und das elektrisch leitende Keramikmaterial (3) aus einer Mischung aus Titanborid (TiB2) und Siliziumkarbid (SiC) besteht, wobei die Menge an TiB2 zwischen 20 und 60 Volumenprozent, vorzugsweise 45 Volumenprozent, beträgt.
6. Vorrichtung zum Verschweissen und/oder Verbinden von thermoplastischem Material oder mit Thermoplasten beschichteten Materialien, vorzugsweise Verpackungsmaterialien, durch Erhitzen und Pressen der Materialien im Schweissbereich, mit der Absicht, eine Oberflächenverschmelzung von aneinander anliegenden thermoplastischen Schichten zu erreichen, um eine dichte und mechanisch dauerhafte Verschweissung zu erhalten, wobei die Vorrichtung zwei Schweissbacken umfasst, die zueinander bewegbar angeordnet sind und so ausgerichtet sind, dass sie zwischen sich das zu verschweissende Material (11) aufnehmen können, wobei mindestens die eine Schweissbacke einen Keramikteil aufweist, der mindestens ein Keramikmaterial (2) umfasst, das elektrisch isolierend ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikteil im weiteren ein elektrisch leitendes Kera-
mikmaterial (3) umfasst, das einen oder mehrere im isolierenden Material (2) eingebettete kontinuierliche Stränge formt, wobei der Strang oder die Stränge bei oder in der Nähe von seinen bzw. ihren Endpunkten (4) mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist bzw. sind, dass das elektrisch isolierende Keramikmaterial (2) aus einer Mischung aus Zirkoniumdioxid (ZrÜ2) und Siliziumkarbid (SiC) besteht, wobei die Menge an ZrC>2 zwischen 10 und 50 Volumenprozent, vorzugsweise 30 Volumenprozent, beträgt, und dass das elektrisch leitende Keramikmaterial (3) aus einer Mischung aus Titanborid (T1B2) und Siliziumkarbid (SiC) besteht, wobei die Menge an T1B2 zwischen 20 und 60 Volumenprozent, vorzugsweise 45 Volumenprozent, beträgt.
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