DE102009029474A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen, umfassend: eine Sonotrode (2), einen Amboss (3) und einen Schwingungsgeber (4) zur Erzeugung von Schwingungen, wobei der Schwingungsgeber (4) mit dem Amboss (3) verbunden ist, um Schwingungen in den Amboss (3) derart einzuleiten, dass eine Ambossoberfläche (31) entsprechend den eingebrachten Schwingungen in Richtung senkrecht zur Ambossoberfläche (31) mitschwingt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ultraschallsiegeln von Folhren einer Folie (6), derart, dass einander überlappende Folienbereiche (7) gebildet werden, wobei die überlappenden Folienbereiche (7) zwischen einer Sonotrode (2) und einem Amboss (3) einer Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln angeordnet werden und Erzeugen von Schwingungen am Amboss (3), derart, dass sich eine Ambossoberfläche (31) senkrecht zur Ambossoberfläche (31) in Richtung der Sonotrode (2) verformt, wobei die Schwingungen während des Siegelvorgangs erzeugt werden.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen.
  • Verpackungsbeutel zur Aufnahme von flüssigen oder festen Gütern, die durch den Einsatz von horizontalen oder vertikalen Schlauchbeutelmaschinen hergestellt werden und deren siegelbares Folienmaterial durch Ultraschallsiegeln gesiegelt und verschlossen wird, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Die dabei verwendeten Ultraschallvorrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass sie bei Siegelvorgängen von mehreren Materiallagen, insbesondere bei Lagensprüngen, d. h. beim Übergang von einer größeren zu einer kleineren Anzahl von Folienlagen, keine homogene und somit zuverlässige Versiegelung herstellen können. Die unterschiedlichen Dicken der zu siegelnden Materiallagen der Verpackung können zu einem unvollständigen Siegelergebnis führen, welches zu Undichtigkeiten bzw. Leckagen führen kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass die Vorrichtung eine Sonotrode und einen Amboss aufweist, der mit einem Schwingungsgeber zur Erzeugung von Schwingungen verbunden ist. Der Schwingungsgeber leitet dabei Schwingungen in den Amboss ein, sodass eine Ambossoberfläche entsprechend den eingebrachten Schwingungen in einer Richtung senkrecht zur Ambossoberfläche mitschwingt bzw. sich verformt. Durch die Schwingungen wird der Amboss z. B. zu Oberflächenwellen und/oder Raumwellen angeregt, die gemeinsam mit den Ultraschallwellen der Sonotrode eine zuverlässig dichte Siegelung von mehrlagigen Folienbereichen und von Lagensprüngen der zu siegelnden Folienlagen der Verpackung ermöglichen. Die Schwingungen umfassen vorzugsweise primäre und/oder sekundäre Longitudinalwellen und/oder Scherschwingungen und/oder Rayleighschwingungen bzw. Loveschwingungen.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung leitet der Schwingungsgeber Schwingungen in den Amboss derart ein, dass eine maximale Amplitude der Schwingungen in einem in Längsrichtung mittleren Bereich des Ambosses erzeugt wird. Hierdurch ist es möglich, eine zuverlässige Siegelung eines überlappenden Bereichs einer Mehrzahl von Folienlagen herzustellen, die zwischen der Sonotrode und dem Amboss angeordnet sind.
  • Weiterhin bevorzugt ist der Schwingungsgeber seitlich am Amboss angeordnet. Diese Positionierung ist platzsparend und ermöglicht eine nachträgliche Demontage und einen einfachen Austausch des Schwingungsgebers.
  • Vorzugsweise weist der Schwingungsgeber zur Erzeugung der Schwingungen im Amboss ein Piezoelement oder eine Drucklufteinrichtung oder eine Exzentereinrichtung auf. Hierdurch ist es möglich, die Erzeugung der gewünschten Schwingungen durch Auswahl eines entsprechenden Schwingungsgebertyps kosteneffizient und betriebssicher zu gewährleisten.
  • Erfindungsgemäß erzeugt der Schwingungsgeber Einzelwellen oder Mehrfachwellen, sodass je nach Lagensprung und/oder Foliendicke entsprechende Wellenformen mit einer entsprechenden Amplitudengröße und Amplitudenanzahl eingesetzt werden können.
  • Weiterhin bevorzugt ist die Erregerfrequenz des Ambosses niedriger als die der Sonotrode und liegt vorzugsweise im Bereich von 10–20 Erregungsstößen pro Zyklus. Hierdurch ist es möglich, an der Ambossoberfläche gleichmäßig verteilte Wellenberge mit hoher Amplitude zu erzeugen, sowie eine homogene Versiegelung der Materiallagen sicherzustellen.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ultraschallsiegeln von Folien für Verpackungen, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt eine Folie derart zugeführt wird, dass einander überlappende Folienbereiche gebildet werden, wobei die überlappenden Folienbereiche zwischen einer Sonotrode und einem Amboss der Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln angeordnet werden. In einem zweiten Verfahrensschritt werden Schwingungen am Amboss derart erzeugt, dass sich eine Ambossoberfläche in Richtung der Sonotrode mitschwingt, wobei die Schwingungen während des Siegelvorgangs erzeugt werden. Infolge der zusätzlichen Schwingungserzeugung im Amboss während des Siegelvorgangs ist eine geringere Ultraschallenergie der Sonotrode zur Siegelung erforderlich, da die Ultraschallwellen im Wesentlichen auf die Amplitudenspitzen der verformten Ambossoberfläche beschränkt sind. Insbesondere werden die Ultraschallwellen an der verformten Ambossoberfläche teilweise abgelenkt und es ist eine gezielte Siegelung im Bereich von Lagersprüngen der Materiallagen erreichbar.
  • Vorzugsweise werden erfindungsgemäß ausschließlich die überlappenden Folienbereiche gesiegelt. Dies ermöglicht den Einsatz dünnerer Folien für die Verpackung, was zu einer Beschleunigung und einer weiteren Energieeinsparung beim Siegelvorgang beiträgt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Amboss mittels eines Piezoelementes oder eines pneumatischen Schwingungsgebers oder einer Exzentereinrichtung angeregt. Der Einsatz dieser Schwingungsgeber resultiert in einer hohen Betriebssicherheit dieser Bauteile. Ferner wird dadurch die Anpassung der Sonotrode und des Ambosses mit dem daran befestigten Schwingungsgeber erleichtert, was zu längeren Wartungsintervallen und einer erhöhten Dauerhaltbarkeit dieser Komponenten beiträgt.
  • Erfindungsgemäß wird der Amboss zu Oberflächenwellen in Form von primären oder sekundären Longitudinalwellen, und/oder Scherwellen (Transversalwellen) und/oder Rayleighwellen bzw. Lovewellen angeregt. Longitudinalwellen sind Wellen, die sich in Richtung der Schwingungserregung fortpflanzen und den Ambosskörper nur in Erregungsrichtung verformen. Scherwellen sind Wellen, die den Ambosskörper wellenartig senkrecht zu ihrer Erregungsrichtung durchlaufen. Rayleighwellen sind Wellen, die den Ambosskörper in einer retrograden elliptischen Bewegung ähnlich wie Meereswellen durchlaufen. Love-Wellen sind Wellen, die sich ähnlich wie Rayleighwellen fortpflanzen, wobei jedoch die Unterseite des Ambosskörpers z. B. durch Befestigung an einer Auflage an der Verformung gehindert wird. Aufgrund dieser unterschiedlichen Wellenformen ist eine optimale Anpassung an eine zu siegelnde Materiallagenanzahl, insbesondere beim Vorliegen eines Lagensprungs, sowie die Materialdicke und das Siegelverhalten der Folie möglich. Außerdem können durch diese Anpassung schnellere Taktzeiten beim Siegelvorgang und somit eine kosteneffizientere Produktion der Verpackung erreicht werden. Verschiedene Wellenarten können dabei auch nacheinander eingesetzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen detailliert beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen. Wie aus 1 ersichtlich, weist die Vorrichtung 1 eine Sonotrode 2, einen auf einer Auflage 10 angeordneten Amboss 3 und einen Schwingungsgeber 4 zur Erzeugung von Schwingungen auf. Die Sonotrode 2 erzeugt Ultraschallschwingungen, die durch einen Doppelpfeil U symbolisiert dargestellt sind. Diese Ultraschallschwingungen werden zur Siegelung eines überlappenden Folienbereichs 7 von zwei zwischen der Sonotrode 2 und dem Amboss 3 angeordneten Folien 6 aufgebracht.
  • Der Schwingungsgeber 4 ist an einem Ende 33 des Ambosses 3 angeordnet und leitet die Schwingungen, die z. B. durch ein Piezoelement im Schwingungsgeber 4 erzeugt werden, über ein Verbindungselement 41 in das angrenzende Ende 33 des Ambosses 3 ein. Diese Schwingungen pflanzen sich in Richtung eines Pfeils P im Amboss 3 fort und erzeugen an der Oberfläche des Ambosses 3 Wellen, deren Amplitude senkrecht zur Oberfläche des Ambosses in Richtung zur Sonotrode 2 gerichtet ist. In 1 ist eine Schwingungsamplitude gerade in einem in Längsrichtung mittleren Bereich 32 des Ambosses 3, wobei ein Wellenberg mit einer Amplitudenhöhe A dargestellt ist. Hierbei sei angemerkt, dass der Schwingungsgeber 4 sowohl Einzelwellen als auch Mehrfachwellen erzeugen und einleiten kann.
  • Durch die wellenförmige Verformung der Ambossoberfläche 31 werden die Folienlagen in Wirkverbindung mit der Sonotrode 2 nur an den Amplitudenspitzen bzw. Wellenberegen des Ambosses 3 gesiegelt. So kann an exakt vorbestimmten Bereichen, z. B. am überlappenden Folienbereich 7, gezielt gesiegelt werden. Hierbei sei angemerkt, dass alternativ auch ein zweiter Schwingungsgeber bzw. eine feststehende Wand an einem dem ersten Schwingungsgeber 4 gegenüberliegenden Ende 34 des Ambosses 3 vorgesehen werden kann, was die die Verformungswirkung auf die Ambossoberfläche 31 noch weiter verstärkt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ultraschallsiegeln von Folien für Verpackungen führt in einem ersten Verfahrensschritt die Folie 6 derart zu, dass einander überlappende Folienbereiche 7 gebildet werden. Die überlappenden Folienbereiche 7 werden hierbei im mittleren Bereich 32 zwischen der Sonotrode 2 und dem Amboss 3 angeordnet, wie dies in 1 detailliert veranschaulicht ist.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt werden Schwingungen durch den am Amboss 3 befestigten Schwingungsgeber 4 während des Siegelvorgangs derart erzeugt, dass sich die Ambossoberfläche 31 in Form eines Wellenberges mit der Amplitudenhöhe A senkrecht zur Ambossoberfläche 31 in Richtung der Sonotrode 2 verformt und die überlappenden Folien 6 an dieser Position durch die eingebrachte Ultraschallenergie der Sonotrode gesiegelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren weist hierbei den Vorteil auf, dass insbesondere Lagensprünge, die durch ein zusätzliches Umfalten des Überlappungsbereichs der Folien 6 vor dem Siegelvorgang von z. B. zwei Folienlagen auf vier Folienlagen an einer Längssiegelnaht entstehen, in diesem Verfahrensschritt zuverlässig gesiegelt werden.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien für Verpackungen, umfassend: – eine Sonotrode (2), – einen Amboss (3), und – einen Schwingungsgeber (4) zur Erzeugung von Schwingungen, – wobei der Schwingungsgeber (4) mit dem Amboss (3) verbunden ist, um Schwingungen in den Amboss (3) derart einzuleiten, dass eine Ambossoberfläche (31) entsprechend den eingebrachten Schwingungen in Richtung senkrecht zur Ambossoberfläche (31) mitschwingt.
  2. Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsgeber (4) derartige Schwingungen in den Amboss (3) einleitet, dass eine maximale Amplitude (A) der Schwingungen in einem in Längsrichtung mittleren Bereich (32) des Ambosses (3) erzeugt wird.
  3. Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsgeber (4) seitlich am Amboss (3) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsgeber (4) zur Erzeugung der Schwingungen im Amboss (3) ein Piezoelement oder eine Drucklufteinrichtung oder eine Exzentereinrichtung aufweist.
  5. Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsgeber (4) Einzelwellen oder Mehrfachwellen erzeugt.
  6. Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln von siegelbaren Materialien nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erregerfrequenz des Ambosses (3) niedriger als die der Sonotrode (2) ist.
  7. Anordnung zur Siegelung von einander überlappenden Folienbereichen, umfassend: – eine Folienzufuhreinheit (5), welche Folien (6) derart zugeführt, dass mindestens ein überlappender Folienbereich (7) vorhanden ist und – eine Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Verfahren zum Ultraschallsiegeln von Folien für Verpackungen, umfassend die Schritte: – Zuführen einer Folie (6) derart, dass einander überlappende Folienbereiche (7) gebildet werden, wobei die überlappenden Folienbereiche (7) zwischen einer Sonotrode (2) und einem Amboss (3) einer Vorrichtung zum Ultraschallsiegeln angeordnet werden und – Erzeugen von Schwingungen am Amboss (3), derart, dass sich eine Ambossoberfläche (31) senkrecht zur Ambossoberfläche (31) in Richtung der Sonotrode (2) mitschwingt, wobei die Schwingungen während des Siegelvorgangs erzeugt werden.
  9. Verfahren zum Ultraschallsiegeln von Folien für Verpackungen, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich die überlappenden Folienbereiche (7) gesiegelt werden.
  10. Verfahren zum Ultraschallsiegeln von Folien für Verpackungen, nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (3) mittels eines Piezoelements oder eines pneumatischen Schwingungsgebers oder einer Exzentereinrichtung angeregt wird.
  11. Verfahren zum Ultraschallsiegeln von Folien für Verpackungen, nach einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (3) zu Oberflächenwellen angeregt wird oder zu Raumwellen angeregt wird.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1904606A1 (de) * 1968-03-29 1969-10-02 Aeroprojects Inc Amboss fuer Ultraschall-Schweissmaschinen
DE3146585A1 (de) * 1981-11-25 1983-06-01 Michael Hörauf Maschinenfabrik, 7334 Süssen Vorrichtung zum ultraschallschweissen
DE10009195A1 (de) * 2000-02-26 2001-08-30 Topack Verpacktech Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Verkleben von Verpackungsteilen
DE102007060442A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-18 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Sonotrode mit U-Spalt

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1904606A1 (de) * 1968-03-29 1969-10-02 Aeroprojects Inc Amboss fuer Ultraschall-Schweissmaschinen
DE3146585A1 (de) * 1981-11-25 1983-06-01 Michael Hörauf Maschinenfabrik, 7334 Süssen Vorrichtung zum ultraschallschweissen
DE10009195A1 (de) * 2000-02-26 2001-08-30 Topack Verpacktech Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Verkleben von Verpackungsteilen
DE102007060442A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-18 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Sonotrode mit U-Spalt

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