DE102009043143B4 - Ultraschallschweißwerkzeug zum Ultraschallverschweißen zweier Beutelfolien mit einem Spout - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Ultraschallschweißwerkzeug zum Ultraschallverschweißen zweier Beutelfolien mit einem Spout.
- Beutel als Aufbewahrungs- und Transportbehälter für Getränke und andere fluide Medien sind hinreichend bekannt und erfreuen sich in jüngster Zeit immer größerer Beliebtheit, da sie im entleerten Zustand weniger Platz benötigen, als Dosen, Flaschen oder andere starre Behältnisse. Es besteht aber der Wunsch, diese flexiblen Beutel mit einem Verschluss zu versehen, der wieder verschließbar ist. Hierfür wird zwischen die freien Kanten der Beutelfolien des Beutels (pouch) ein Verschluss (spout) eingeschweißt, welcher einen Fuß z. B. mit einem im Wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist. Das Einschweißen eines derartigen Verschlusses erfolgt in der Regel über drei aufeinander folgende Schritte, wofür mehrere, jeweils enger werdende Werkzeuge verwendet werden. Als problematisch hat sich der Bereich herausgestellt, in welchem die beiden Kanten des Beutels aufgrund der Aufnahme des Verschlusses einen Höhensprung aufweisen. Die Verschweißung bewirkt eine Plastifizierung der Kanten sowie des Verschlusses, so dass mit enger werdenden Werkzeugen nachgedrückt werden muss. Dies ist jedoch nicht sehr genau durchführbar, weshalb es des Öfteren an diesen Stellen zu Leckagen kommt. Problematisch sind nicht nur die Toleranzen der einzelnen Bauteile, sondern auch die Toleranzen der Schweißmaschine sowie die Schweißbewegung selbst. Da der Verschluss nicht nur bei leeren Beuteln, sondern auch bei bereits abgefüllten Beuteln, das heißt, inline in der Abfüllmaschine eingeschweißt werden muss, besteht ein hohes Bedürfnis dafür, dass eine dichte Schweißung erzielt wird.
- Aus der
EP 1 245 500 A1 ist zum Beispiel ein Beutel bekannt, in welchen ein derartiger Verschluss eingeschweißt worden ist. Am Verschluss sind deutlich die sehr flach auslaufenden oder flügelartigen Enden des Verschlusses erkennbar, mit welchen der Höhensprung der aneinander anliegenden Kanten des Beutels so gering wie möglich gehalten werden soll. - Aus der Zeitschrift ”DEI – DIE ERNÄHRUNGSINDUSTRIE 3/2007; Artikel: Alternative zu Dosen, Gläsern und Flaschen” ist bekannt, dass üblicherweise vorgefertigte Beutel verwendet werden. Diese vorgefertigten Beutel bestehen aus zwei teilweise miteinander verschweißten Kunststoff- oder Verbundstofffolien, sind aber noch einseitig zum Befüllen offen. Nach dem Befüllen wird der Spout eingesetzt und die offene Seite des Beutels wird mit mehreren Schweißvorgängen verschlossen.
- Aus der
JP 09-262,914 A - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschallschweißwerkzeug bereitzustellen, mit welchem ein Beutel mit einem Spout einfacher hergestellt werden kann.
- Diese Aufgabe wird mit einem Ultraschallschweißwerkzeug gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
- Mit dem erfindungsgemäßen Ultraschallschweißwerkzeug werden zwei Beutelfolien an ihren den Spout aufweisenden Seitenkanten zusammen mit dem Spout miteinander ultraschallverschweißt. Anschließend werden in einem weiteren Arbeitsvorgang die drei anderen Seitenkanten miteinander verschweißt. Die drei anderen Seitenkanten können auch in einem vorausgehenden Arbeitsschritt miteinander verschweißt worden sein. Dieser vorgefertigte Beutel wird befüllt und erfindungsgemäß verschlossen, wobei lediglich ein einziger Arbeitsschritt erforderlich ist.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
- In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf einen Beutel mit angedeuteten Schweißlinien; -
2 eine perspektivische Ansicht eines Spouts; -
3 eine Draufsicht auf ein Ultraschallschweißwerkzeug; -
4 eine perspektivische Ansicht einer Ultraschallsonotrode; und -
5 eine Draufsicht auf die Schweißfläche der Ultraschallsonotrode in Richtung des Pfeils V gemäß4 . - Die
1 zeigt eine Draufsicht auf einen insgesamt mit10 bezeichneten Beutel oder Pouch, der aus zwei Beutelfolien12 und14 (siehe3 ) und einem Spout16 aufgebaut ist. Der Spout16 liegt zwischen den beiden Beutelfolien12 und14 . Außerdem sind in1 noch Schweißlinien18 und20 erkennbar, wobei die Schweißlinie18 im wesentlichen U-förmig verläuft und mit dieser der Boden und nahezu die beiden Seiten des Beutels10 miteinander ultraschallverschweißt sind. Mit der oberen Schweißlinie20 wird die Oberseite zusammen mit dem Spout16 verschweißt. - Die obere Schweißlinie
20 ist in den Bereichen22 und24 abgewinkelt und liegt unterhalb der Schultern26 des Beutels10 . Die Schweißlinie20 kann aber auch durchgehend waagerecht verlaufen, und nachfolgend wird hierfür ein Ultraschallschweißwerkzeug28 (siehe3 ) beschrieben. Ein Ausführungsbeispiel eines Spouts16 ist in2 gezeigt. Der Spout16 besitzt ein Mundstück30 und einen einzuschweißenden Fuß32 . Der Fuß32 besitzt einen im wesentlichen rautenförmigen Querschnitt, so dass sich die Seitenränder der Beutelfolien12 und14 gut anschmiegen können. - Die
3 zeigt, wie bereits erwähnt, das Ultraschallschweißwerkzeug28 mit den dazwischen angeordneten Beutelfolien12 und14 und dem wiederum dazwischen angeordneten Fuß32 des Spouts16 . Diese Fuß32 befindet sich zwischen zwei Ultraschallsonotroden34 und36 , die zur Aufnahme des Fußes32 jeweils eine Kavität38 und40 aufweisen, deren gemeinsame Querschnittsform der des Fußes32 weitestgehend entspricht, so dass dieser zusammen mit den Beutelfolien12 und14 spielfrei aufgenommen werden kann. - Seitlich neben der Ultraschallsonotrode
34 befindet sich jeweils ein Amboss42 und44 und gegenüber der Ultraschallsonotrode34 und der Ambosse42 und44 befindet sich die Ultraschallsonotrode36 . Die Breite46 der Ultraschallsonotrode34 ist übertrieben dargestellt und entspricht im wesentlichen der Breite48 des Fußes32 des Spouts16 . Die Breite50 der Ultraschallsonotrode36 ist gleich oder größer der Breite52 des Beutels10 . - In der
4 ist in perspektivischer Darstellung die Ultraschallsonotrode36 gezeigt, wobei die Kavität40 deutlich erkennbar ist. Außerdem ist die mit einer Struktur54 versehene Schweißfläche erkennbar. Diese Struktur54 ist deutlicher in5 gezeigt, wobei auch eine Schneidkante58 dargestellt ist, mit der die Außenkontur der Beutelfolien12 und14 zugeschnitten wird. Die Ultraschallsonotrode34 und die Ambosse42 und44 sind ebenfalls mit einer Oberflächenstrukturierung versehen.
Claims (6)
- Ultraschallschweißwerkzeug zum Ultraschallverschweißen zweier Beutelfolien (
12 und14 ) mit einem Spout (16 ), wobei zwei Beutelfolien (12 und14 ) an ihrer den Spout (16 ) aufweisenden Seitenkante gemeinsam zusammen mit dem Spout (16 ) miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Ultraschallschweißwerkzeug (28 ) zwei einander gegenüberliegende und an den Beutelfolien (12 und14 ) und am Spout (16 ) anliegende Sonotroden (34 und36 ) und zwei eine der Sonotroden (34 ) einschließende und der anderen Sonotrode (36 ) gegenüber liegende Ambosse (42 und44 ) aufweist, wobei mit den beiden einander gegenüberliegenden Sonotroden (34 und36 ) der Spout (16 ) mit den beiden Beutelfolien (12 und14 ) und mit der einen Sonotrode (36 ) und den beiden dieser Sonotrode (36 ) gegenüberliegenden Ambossen (42 und44 ) die beiden Beutelfolien (12 und14 ) miteinander verschweißt werden. - Ultraschallschweißwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine von den Ambossen (
42 und44 ) eingeschlossene Sonotrode (34 ) eine Breite (46 ) aufweist, die der Breite (48 ) des Spouts (16 ) entspricht oder maximal bis zu 30%, insbesondere bis zu 10% breiter ist. - Ultraschallschweißwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine von den Ambossen (
42 und44 ) eingeschlossene Sonotrode (34 ) eine Breite (46 ) aufweist, die der Breite (48 ) des Spouts (16 ) entspricht oder maximal bis zu 30%, insbesondere bis zu 10% schmäler ist. - Ultraschallschweißwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sonotroden (
34 und36 ) Kavitäten (38 und40 ) aufweisen, und mit diesen Kavitäten (38 und40 ) die beiden Beutelfolien (12 und14 ) und den Spout (16 ) umschließen. - Ultraschallschweißwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ultraschallschweißwerkzeug (
28 ) die beiden Beutelfolien (12 und14 ) über deren gesamte Breite (52 ) miteinander verschweißbar sind. - Ultraschallschweißwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ultraschallschweißwerkzeug (
28 ) die beiden Beutelfolien (12 und14 ) auch über einen Teil deren Länge miteinander verschweißbar sind.
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