DE19732703C2 - Siegelbacke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Siegelbacke für das Versiegeln mindestens zweier wenigstens außen mit siegelfähigem Kunststoff versehener Materialbahnen, bei denen ein metallenes Siegelband mittels Klemmstücken auf der Oberfläche eines Grundkörpers aufgespannt ist, an den Enden mit elektrischen Kontakten versehen und über wesentliche Teile seiner Länge kühlbar ist.

Es ist bekannt, Verpackungsmaterialbahnen aus siegelfähigem Kunststoff oder aus Verbundmaterial, welches außen eine solche siegelfähige Kunststoffschicht trägt, zu versiegeln, zum Beispiel bei der Herstellung von Fließmittelpackungen. Eine bekannte Siegeleinrichtung weist auf der ersten Seite eine Siegelbacke auf, auf der ein dünnes metallenes Heizband aufgespannt ist. Zwischen der Metallstütze und dem Heizband liegt eine Kunststoffolie, damit das Heizband keinen elektrischen Kontakt mit der Metallstütze hat und letztere keinen Kurzschluß verursachen kann, wenn das Heizband durch einen elektrischen Impuls erhitzt wird. Auf der zweiten, der Siegelbacke gegenüberliegenden Seite hat man ebenfalls eine Metallstütze, auf der bei einigen Ausführungsformen eine Gummileiste gehalten wird. Auf der Gummileiste kann ebenfalls ein Teflonband aufliegen. Diese bekannte Siegelbacke, insbeson­ dere die Heizbacke, auf welcher das Heizband befestigt ist, ist wassergekühlt, denn nach dem Siegel­ vorgang müssen die beiden Backen eine kurze Zeit zusammengedrückt gehalten werden, damit sich die Siegelnaht abkühlt, erhärtet und verfestigt. Das gelingt durch die wassergekühlte Siegelbacke, mit der zusammen auch das Heizband bzw. Siegelband gekühlt wird. Mit Nachteil fließt das Kühlmittel im Betrieb fortlaufend durch die Kühlmittelbohrungen, so daß die aus dem Heizband kommende Wärme nicht nur die Siegelnaht erwärmt, sondern auch in die gekühlte Siegelbacke fließt. Man benötigt da­ durch eine längere Zeit, um nach Abschalten des Heizstromimpulses vom Siegelband dessen Tempe­ ratur auf eine hinreichend niedrige Temperatur zu bekommen, daß Siegelbacke und Gegenbacke auseinander gefahren werden können und die Siegelnaht ausreichend verfestigt ist. Sollte nicht eine ausreichende Zeit aufgewendet worden sein, dann liegt die Temperatur des Siegelbandes zu hoch und das Kunststoffmaterial auf der Materialbahn bleibt am Siegelband hängen. Man hat in der Praxis eine Abkühlung des Siegelbandes auf 90°C für zweckmäßig angesehen, weil dann der Zeitaufwand nicht zu groß ist. Damit dann die Folie aber nicht am Siegelband kleben bleibt, hat man das Siegel­ band mit einer Antihaftbeschichtung versehen. Diese hat insbesondere den Nachteil, daß sie dem Siegelbetrieb nur eine beschränkte Zeit lang widersteht. Danach muß das beschichtete Siegelband ausgewechselt werden. Um diesem Nachteil abzuhelfen, hat man schon versucht, eine klebende Folie aus Teflon außen auf das Siegelband aufzulegen und seitlich an der Siegelbacke zu befestigen. Eine solche Teflonfolie gibt aber einen nachteiligen Wärmewiderstand zu der herzustellenden Siegelnaht hin mit dem weiteren Nachteil, daß bei Verschleiß dieser Folie die Siegeleinheit abgeschaltet, gereinigt werden und ein neues Teflonband wieder aufgeklebt werden muß.

Aus der EP 0.630.738 A2 ist eine Siegelhacke für die Folienschweißung mit einem langgestreckten elek­ trischen Heizleiter und einem diesen stützenden Träger bekannt, bei welcher der Heizleiter über seine gesamte Länge vollflächig fest mit dem Träger verbunden ist. Heizleiter und Träger bilden eine inte­ grierte Einheit, durch welche örtliche Überhitzungen vermieden werden können. Es werden, zwar vor­ bestimmbare, stabile thermische Verhältnisse erreicht, es erfolgt aber eine nicht unerhebliche Ablei­ tung von Wärme in den Träger. Die bekannte Siegelbacke soll unter Umständen eine abschnittsweise Temperaturvariation erlauben. Den Heizleiter kann man zum Beispiel aus einem Schichtwiderstand durch Einbrennen einer Widerstandsschicht ausbilden. Es wird als besonders bevorzugt angesehen, wenn der Heizleiter einen Überzug auf der Basis von SiO₂ erhält. Man verwendet diese Glasur als Antihaltbelag. Abgesehen von dieser nachteiligen Antihaftbeschichtung sind auch keine besonderen Maßnahmen zum Kühlen des Siegelbandes in kürzerer Zeit und zum Aushärten der Siegelnaht vorge­ sehen.

Die DE 38 18 664 A1 beschreibt ferner eine Vorrichtung zum Verschweißen, insbesondere Trennschwei­ ßen von Folien, die unter Spannung mehrere Gegenstände umschlingen. Anstelle eines metallenen Siegelbandes wird ein Schweißstab verwendet, der im Querschnitt auf seiner Arbeitsseite eine dachar­ tige Ausbildung mit einer messerartigen Schweißkante besitzt. Nur diese Schweißkante kommt mit den Folien in Kontakt, welche durch Trennschweißen getrennt werden sollen. Die Schweißkante drückt beim Schweißen gegen eine stabartige Schweißunterlage, die federnd in einer Klemmeinrich­ tung gelagert ist, welche einer den Schweißstab aufnehmenden anderen Klemmeinrichtung gegenü­ berliegt. Die bekannte Trennschweißvorrichtung soll brauchbare Ergebnisse insbesondere dann erzie­ len, wenn die Folien eine erhebliche Spannung aufweisen. Für das Trennschweißen werden die zu verschweißenden Abschnitte zuerst zur Zugentlastung zwischen die zwei Klemmen gespannt und dann durch den Schweißstab verschweißt. Eine aktive Kühlung der Schweißstelle findet nicht statt. Kühlmittel sind nicht beschrieben. Es wird immer eine angemessene Abkühlung vorausgesetzt. Weil das Trennschweißen im Vordergrund steht, spielt das Anhaften des zu verschweißenden Materials an der Schweißkante oder der gegenüberliegenden Unterlage keine Rolle. Auch wenn der Fachmann aus den Figuren den Schweißstab im Abstand in der einen Klemmeinrichtung beweglich gelagert erkennt, erhält er doch keine Anregungen, daß und wie die Klemme zu kühlen wäre, um die Siegelnaht auszu­ härten, zumal die Siegelnaht im Abstand von den Klemmen liegt.

Aus der DE 19 09 894 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschweißen von thermo­ plastischen Folien bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist auch ein metallenes, bandartiges Heiz­ element auf einem Preßbacke genannten Grundkörper aufgespannt. Bei einer Ausführungsform wird das bekannte Siegelband mit Abstand zur Preßfläche und damit zu dem Grundkörper angeordnet, so daß während eines Vorheizvorganges die Wärme nicht zu dem Grundkörper abfließen kann. Bei dem Schweißvorgang wird dieser Abstand dann allerdings aufgehoben, wobei dann das Siegelband gegen die Oberfläche des gekühlten Grundkörpers aufgedrückt wird. Durch dieses Aufheben des Abstandes und das Verformen des Siegelbandes ergibt sich mit Nachteil zwangsläufig eine Veränderung der Geometrie der Siegelnaht, wodurch Unsicherheiten entstehen und eine präzise Lokalisierung der Sie­ gelnaht unmöglich wird. Ferner ist zur Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse während des Schweiß­ vorganges das bekannte Siegelband durch einen Überzug elektrisch isoliert. Die dafür verwendeten, U-förmigen Bezüge in Form von Folienstreifen sind beschrieben. Durch den Bezug wird auch ein An­ haften von Folienwerkstoff an dem Siegelband verhindert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Siegelbacke der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Antihaftbeschichtung, insbesondere eine Teflonbeschichtung des Siegelbandes überflüssig wird und die zum Kühlen und Härten erforderliche Endtemperatur des Siegelbandes in kürzerer Zeit erreichbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß in dem nicht gekühlten Grundkör­ per eine zum Siegelband hin offene Ausnehmung vorgesehen ist, in der eine mit Kühlmittelanschlüs­ sen versehene Kühlleiste mit einer äußeren Kühlkontaktfläche in einer Richtung senkrecht auf das Siegelband zu und von diesem fort in die Ausnehmung zurück außer Kontakt mit dem Siegelband bewegbar angetrieben ist. Während die Gegenbacke gegenüber den bekannten Ausführungsformen nicht geändert ist, ist die Siegelbacke sozusagen zweigeteilt. Der eingangs sogenannte Metallstütz­ körper der Siegelbacke besteht nämlich aus dem nicht gekühlten Grundkörper, der mit dem Siegelband auch im Heizbetrieb in Kontakt bleibt, während das gekühlte und damit als Wärmesenke wirkende Teil der neuen Siegelbacke eine bewegliche Kühlleiste ist, die auf das Siegelband zu und von diesem fort bewegbar ist. Im Augenblick des Erwärmens des Siegelbandes, gegebenenfalls auch vorher und eine gewisse Zeit danach, bleibt die Kühlleiste in ihrer zurückgezogenen Position in der Ausnehmung, also ohne Kontakt mit dem Siegelband. Dadurch kann die durch das Siegelband eingebrachte Wärme überwiegend zur Erhitzung der Siegelnaht verwendet werden, und nur ein kleiner Anteil der vom Siegelband erzeugten Wärme strömt in den Grundkörper. Dieser ist aber nicht gekühlt und wirkt nicht vergleichbar stark als Wärmesenke wie die bekannte Siegelbacke. Durch die neue Siegelbacke gemäß der Erfindung hat das Siegelband während des elektrischen Heizimpulses nur wenig Kontakt mit gekühlten Teilen bzw. mit Teilen, die als Wärmesenke wirken könnten. Die eigentlich und gezielt gekühlte Kühlleiste ist vom Siegelband außer Eingriff gebracht.

Bei der Bewegung der Kühlleiste erfolgt nach dem elektrischen Heizimpuls die Bewegung der Kühlleiste auf das Siegelband hin, welches dann als Endanschlag für die Kühlkontaktfläche der Kühlleiste dient. Es ist zweckmäßig, die Kühlleiste in der unteren, zurückgezogenen, vom Siegelband außer Eingriff gebrachten Position zu halten, wenn kein Gegenbacken von außen gegen das Siegelband drückt, also auch in Augenblicken, wenn das Siegelband nicht mit einem elektrischen Heizimpuls beaufschlagt wird. Man wird die Kühlleiste immer dann gegen das Siegelband herausfahren, wenn der eigentliche Siegelvorgang. d. h. die Erwärmung und Erweichung der Siegelnaht, beendet ist, weil dann durch den Kontakt der Kühlleiste über das Siegelband die Siegelnaht gekühlt und gehärtet wird.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn die Kühlleiste über mindestens zwei Gleitstücke auf der Innenwandung der Ausnehmung gleitfähig abgestützt ist. Auf jeder Seite der Kühlleiste kann ein Gleitstück oder können mehrere Gleitstücke so angeordnet sein, daß die Kühlleiste nur über diese Gleitstücke mit der Innenwandung der Ausnehmung in Kontakt kommt, Dadurch kann man das Abfließen von Kälteenergie in den leicht erwärmten Grundkörper vermeiden.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht man die bislang als Endkühltemperatur für praktikabel angesehenen 90°C in kürzerer Zeit; bei einer speziellen Ausführungsform in etwa 100 Millisekunden. Bei einer anderen Ausführungsform wurde es schon gegenüber den bekannten Lösungen als Gewinn angesehen, wenn diese Endkühltemperatur von 90°C im Siegelband nach 400 Millisekunden erreicht war.

Wenn man hingegen infolge des langsamen Taktes der Maschinen genügend Zeit zum Abkühlen des Siegelbandes und auch der Siegelnaht zur Verfügung hat, dann kann man durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen in derselben Zeit wie früher eine niedrigere Endkühltemperatur erreichen. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel hat man eine Temperatur erreicht, die 25°C niedriger war als zuvor. Wenn man die Siegelbacke nach dem Siegelvorgang von der Gegenbacke fortbewegt, erreicht man eine kühlere Siegelnaht, die damit schon stärker verfestigt ist. Mit Vorteil klebt dann sicherlich kein Kunststoff mehr am Siegelband, selbst wenn man dieses weder mit Teflon beschichtet hat noch mit einem Teflonband überdeckt hat.

Das oder die Gleitstücke zwischen der Kühlleiste und der Innenwandung der Ausnehmung am Grundkörper kann man auch als Endanschlag ansetzen. Das jeweilige Gleitstück kann entweder am Grundkörper oder an der Kühlleiste angebracht sein. Als Material verwendet man am besten solche mit niedriger Wärmeleitfähigkeit. Teflon oder Keramik haben sich als gute Materialien für die Gleitstücke gezeigt.

Günstig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn der Grundkörper mit einer Beschichtung schlechter elektrischer und schlechter Wärmeleitfähigkeit versehen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat man den Grundkörper aus Aluminium hergestellt, weil dieses Material gut zu bearbeiten und außerdem ein schlechter Wärmeleiter ist. Außerdem kann man die Oberfläche des Grundkörpers mit im Handel erhältlichen Mitteln bearbeiten, durch welche eine etwa 25 µm in das Material hineinreichende und auch 25 µm über die Oberfläche des Materials herausragende Beschichtung erreicht wird. Diese sorgt durch die schlechte Wärmeleitung dafür, daß der Grundkörper nur sehr schwach als Wärmesenke dient und die durch den elektrischen Impuls erzeugte Wärme im Siegelband überwiegend zur Siegelnaht hin gerichtet wird. Die schlechte elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung des Grundkörpers sorgt dafür, daß man das Siegelband direkt auf den Grundkörper auflegen kann, ohne daß dieser bei Anlegen einer elektrischen Spannung an das Siegelband einen Kurzschluß erlauben würde. Das sich in der Praxis als hinderlich ergebende Teflonband wird auf diese Weise entbehrlich.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Öffnung der Ausnehmung in dem Grundkörper unter Bildung von beidseitigen Stützflächen schmaler als die Breite des Siegelban­ des, und die Tiefe der Schulter der Stützfläche ist etwa gleich der Dicke des Siegelbandes. Die Ausnehmung kann man besonders einfach dann in dem Grundkörper erreichen, wenn man den Grundkörper zweiteilt. Dadurch ergibt sich eine zum Beispiel in der Mitte liegende gemeinsame Berührungsebene, von der aus jeweils die Ausnehmung eingebracht und präzise bearbeitet werden kann. Diese Zweiteilung des Grundkörpers erlaubt auch eine gute und bequeme Montage der Kühlleiste. Die Kühlleiste kann beispielsweise im Querschnitt trapezförmig derart sein, daß sich die nach außen zum Siegelband hin befindenden Oberflächen schräg zusammenlaufen mit der Folge, daß die Kühlkontaktfläche so schmal ist und zur Vermeidung von Berührungen mit dem Grundkörper vorzugsweise schmaler als die Öffnung der Ausnehmung in dem Grundkörper ist, welche durch das Siegelband abgedeckt ist. Das Siegelband liegt auf der Oberfläche des Grundkörpers in schulterartig zurückgesetzten Stützflächen. Die Summe der Breite der Stützflächen und der Öffnung der Ausnehmung zusammen ergeben die Breite des Siegelbandes. Wenn außerdem die Tiefe der Schulter an den Stützflächen etwa gleich der Dicke des Siegelbandes ist, vermeidet man eine Stufe zwischen der Oberfläche des Stützkörpers und dem aufgelegten Siegelband mit der Folge einer besseren und wulstfreien Siegelnaht an dem bearbeiteten Produkt.

Um das Siegelband schnell aufheizen und danach durch die Berührung mit der Kühlleiste auch schnell kühlen zu können, sollte die Masse des Siegelbandes gering sein. Bekannte Siegelbänder haben eine Dicke von 0,2 bis 0,6 mm. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann erfindungs­ gemäß die Dicke des Siegelbandes 0,3 mm betragen. Zweckmäßigerweise wird dann zu den Längskanten des Siegelbandes hin dieses abgeschrägt derart, daß dann die Dicke des Siegelbandes außen am Rand jeweils nur 0,15 mm beträgt. Entsprechend hat man die Tiefe der Schulter neben der Stützfläche ebenfalls auf nur 0,15 mm ausgearbeitet.

Sehr günstige Ergebnisse hat die erfindungsgemäße Siegelbacke erreicht, wenn die Öffnung der Ausnehmung in dem Grundkörper eine Breite von 1/2 bis 2/3 der Breite des Siegelbandes hat. Das Siegelband wird hier als länger als breit verstanden. Es hat die beiden vorstehend beschriebenen Längsränder, und die hier erwähnte Breite ist senkrecht zu diesen zu verstehen. Entsprechend ist die Öffnung der Ausnehmung in dem Grundkörper ebenfalls länglich mit geringerer Breite als Länge. Wählt man die Breite der Öffnung auf die Hälfte bis 2/3 der Breite des Siegelbandes, dann wird dieses kräftig abgestützt, und gleichwohl kann eine ausreichend breite Kühlkontaktfläche der Kühlleiste durch die Öffnung das Siegelband berühren und dieses kühlen.

Erfindungsgemäß ist das Siegelband im Querschnitt trapezförmig, wie vorstehend anhand des bevorzugten Beispieles beschrieben, bei welchem die Längsränder außen nur eine Höhe von 0,15 mm hatten, während das Siegelband innen eine Dicke von 0,3 mm hatte. Auch dadurch wird das Siegelband kräftig und fest genug, um die schlitzartige Öffnung der Ausnehmung in dem Grundkörper mit den gewünschten vorteilhaften Eigenschaften zu überbrücken.

Als Material für die Kühlleiste wird vorzugsweise Kupfer oder Aluminium verwendet. Auch andere Metalle mit guter Wärmeleitfähigkeit können Anwendung finden. Die Kühlbohrung sollte möglichst nahe an der Kühlkontaktfläche angeordnet werden.

Als Antriebseinrichtungen für die Kühlleiste kann man Pneumatikzylinder einsetzen, die je nach Strömungsrichtung einen Druck auf die Kühlleiste von hinten nach vorn zum Siegelband hin oder umgekehrt für die Rückbewegung ausüben. Setzt man zwei im Abstand der Längsrichtung der Kühlleiste angeordnete Pneumatikzylinder ein, dann braucht man für die verhältnismäßig geringen Hübe der Kühlleiste von nur wenigen Millimetern keine Führungseinrichtungen zwischen den Innenwandungen der Ausnehmung und der Kühlleiste außen; die Gleitstücke übernehmen alle erforderlichen Funktionen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 perspektivisch und teilweise auseinandergezogen den Grundkörper mit Kühlleiste und im Abstand darüber angeordnetem Siegelband,

Fig. 2 die gleiche Ansicht der Fig. 1, wobei jedoch der vordere Teil des zweigeteilten Grundkörpers abgenommen ist, so daß die Pneumatikzylinder und die Kühlleiste sichtbar sind,

Fig. 3 eine Ansicht auf die links vorn befindliche Stirnfläche des Grundkörpers mit eingesetzter Kühlleiste bei abgenommenem Kontakt- und Klemmstück, wobei die Kühlleiste nach den Fig. 1 bis 3 in der ersten, herausgefahrenen Kühlposition zu sehen ist,

Fig. 4 die gleiche Ansicht wie Fig. 1, wobei jedoch in Fig. 4 wie auch in den Fig. 5 und 6 die Kühlleiste vom Siegelband fort zurück in die Ausnehmung bewegt gezeigt ist,

Fig. 5 wieder eine Ansicht wie Fig. 2 und

Fig. 6 eine Ansicht wie Fig. 3,

Fig. 7 abgebrochen und stark vergrößert eine Ansicht aus dem Bereich über der Kühlkontaktfläche entsprechend der Position der Fig. 4 und 5,

Fig. 8 eine abgebrochene, ebenfalls vergrößerte Darstellung ähnlich der Fig. 7, wobei aber das Siegelband auf den Grundkörper aufgelegt dargestellt ist und

Fig. 9 eine ähnliche, abgebrochene, vergrößerte Querschnittsansicht wie die Fig. 7 und 8, wobei über dem Grundkörper und dem Siegelband zwei miteinander versiegelte Folien und die Siegelnaht gezeigt sind.

Die in den Figuren dargestellte Siegelbacke weist einen zweiteiligen Grundkörper 1a und 1b auf. Jeder Grundkörper besteht aus einem quaderförmigen unteren Teil mit innen angeordneten Ausnehmungen zur Aufnahme von Rohrleitungen, Pneumatikzylindern mit Antrieben, deren Kolbenstangen, Gewindelöcher und dergleichen. Auf diesem unteren quaderförmigen Teil sitzt eine Schrägwand, die nach außen eine Oberfläche 2a bzw. 2b vorgibt. Wenn die beiden Teile des Grundkörpers 1a, 1b zusamenmontiert sind, konvergieren die beiden äußeren schrägen Oberflächen 2a und 2b nach vorn zu der Siegelstelle hin. Bei den hier dargestellten Ausführungs­ formen ist diese Vorderseite oben. Zwischen den beiden schrägen, armartigen Teilen unter den Oberflächen 2a und 2b ist eine Ausnehmung 3 ausgespart. In dieser Ausnehmung 3 ist eine mit Kühlmittelanschlüssen 4a, 4b versehene Kühlleiste 5 angeordnet. Diese hat im Querschnitt quer zur Längsrichtung 6 des gesamten Siegelbackens Trapezform. Von einem quaderförmigen Unterteil erhebt sich nach oben vorn zum Siegelband 7 hin ein trapezförmiges Oberteil, das oben schmal zur Kühlkontaktfläche 8 zusammenläuft. Diese Kühlkontaktfläche ist die Oberfläche einer besonders deutlich in den Fig. 6-9 sichtbaren quaderförmigen Leiste, durch deren Formgebung in Verbindung mit den schrägen äußeren Oberflächen 9a, 9b der Kühlleiste 5 ein Abstand zwischen diesen schrägen, äußeren Oberflächen 9a, 9b und den schrägen inneren Oberflächen 10a, 10b der Ausnehmung 3 vorgegeben ist und auch im hochgefahrenen Zustand der Kühlleiste 5 gemäß den Fig. 1-3 sowie 8 und 9 bleibt. In dem im Querschnitt trapezförmigen oberen Teil der Kühlleiste 5 befindet sich eine Kühlbohrung 11. An den vier Außenecken der Kühlleiste 5 sind Gleitstücke 12 angebracht, die bei dieser Ausführungsform fest an der Kühlleiste 5 angeschraubt sind und aus Teflon bestehen. Sie stehen nach vom an den Stirnseiten der Kühlleiste 5 um 2 mm vor, wie man zum Beispiel aus den Fig. 1, 2 sowie 4 und 5 sieht. Dadurch dienen die Gleitstücke zugleich als Anschlag in der Längsrichtung 6. Bei der hier dargestellten Ausführungsform hat das Siegelband 7 eine etwas größere Länge als die Kühlleiste 5 und der Grundkörper 1a, 1b.

Für die Montage der Siegelbacke werden nach Einlegen der Kühlleiste 5 in die Ausnehmung 3 zunächst die beiden Grundkörper 1a, 1b über die Schraubenlöcher 13 zu einem Stück miteinander verbunden. Dann wird das Kontaktstück 14 unter Zusammendrücken von Druckfedern 15 (in einem elektrisch isolierenden Ringkörper) aufgebracht, so daß in Längsrichtung 6 die Kühlleiste 5 fixiert ist. Mit Hilfe der Klemmstücke 16 wird dann das Siegelband 7 auf dem Grundkörper 1a, 1b aufgespannt.

In Fig. 7 sieht man oben ein im Querschnitt etwa trapezförmiges Siegelband, welches in schulterartige Stützflächen 17 eingelegt wird, so daß sich danach die im Querschnitt in Fig. 8 gezeigte Position ergibt. Die Breite der Stützfläche 17 (quer zur Längsrichtung 6) ist in Fig. 7 mit b bezeichnet, während die Breite B der Öffnung 18 der Ausnehmung 3 erheblich größer ist. Die Breite b der Stützfläche 17 beträgt bei der hier gezeigten Ausführungsform etwa 1 mm, und die Breite B der schlitzartigen Öffnung 18 der Ausnehmung 3 beträgt 3,8 mm. Damit ergibt sich eine Breite des Siegelbandes 7 von 5,8 mm. Bei vielen Versuchen hat man festgestellt, daß optimale Maße für die Breite des Siegelbandes 7 im Bereich zwischen 3,5 und 10 mm liegen. Das Siegelband 7 besteht aus Metall und kann gegebenenfalls beschichtet sein. Eine Teflonbeschich­ tung ist hingegen nicht erfoderlich im Gegensatz zu den beim Stand der Technik bislang benutzten Siegelbändern.

Beim Vergleich der Fig. 1 und 4 oder der Fig. 7 und 8 sieht man, daß die Kühlleiste 5 in einer Richtung 19 senkrecht auf das Siegelband 7 zu und gemäß diesem Doppelpfeil 19 auch von diesem fort nach unten in die Ausnehmung 3 zurückbewegt werden kann, um nämlich die Kühlkontaktfläche 8 der Kühlleiste 5 in der einen Position mit dem Siegelband 7 in Eingriff zu bringen und in der anderen Position außer Eingriff zu halten. Der Antrieb für diese Bewegung der Kühlleiste 5 sind Pneumatikzylinder 20, die in den Fig. 2 und 5 gezeigt sind. Zuluftleitungen 21a und 21b gestatten durch eine Druckbeaufschlagung die Bewegung der Kolben 22 nach oben oder unten gemäß Doppelpfeil 19. Die beiden Pneumatikzylinder 20 sind in Längsrichtung 6 im Abstand angeordnet, so daß die Kühlleiste 5 dadurch bei ihrer Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles 19 geführt ist.

Aus Fig. 7 erkennt man oben angedeutet die Dicke D des Siegelbandes 7 in seinem mittleren Bereich und die Dicke d am Rand 23 des Siegelbandes 7. Man erkennt die Trapezform des Querschnittes des Siegelbandes 7 mit den abgeschrägten Rändern 23 derart, daß die Dicke d des äußeren Randes etwa gleich der Tiefe der Schulter an der Stützfläche 17 ist.

Dadurch ergibt sich gemäß Darstellung der Fig. 8 an der Übergangsstelle 24 zwischen der Oberfläche 25 des Grundkörpers 1a, 1b einerseits und dem äußeren Rand 23 des Siegelbandes 7 andererseits ein gleichmäßiger Übergang.

Dies hat Bedeutung für die Ausformung der späteren Siegelnaht 26 zwischen den beiden Materialbahnen 27 und 28, wie deutlich aus Fig. 9 zu sehen ist. Der gleichmäßige Übergang sorgt nämlich dafür, daß an den Außenrändern der Siegelnaht 26 keine unerwünschten Verdickungen oder Wulste entstehen.

Im Betrieb wird zunächst angenommen, daß ein Siegelband 7 aus der Position der Fig. 4- 7 auf die Stützflächen 17 aufgelegt und mit Hilfe der Klemmstücke 16 festgeklemmt und durch die Kontaktstücke 14 elektrisch angeschlossen wird. Die Kühlleiste 5 wird über die Kühlmittelleitungen 4a, 4b an Kühlwasser angeschlossen, welches während des ganzen Betriebes fortlaufend durch die Kühlbohrung 11 hindurchströmt. Die Kühlleiste 5 ist von den Innenwandungen 10a, 10b der gesamten Ausnehmung 3 durch die Gleitstücke 12 im Abstand gehalten. Der Wärmefluß ist also schwach, so daß die Kühlleiste auf relativ niedriger Temperatur bleibt, während der Grundkörper 1a, 1b zum Beispiel Raumtemperatur hat. Die Kühlleiste befindet sich in der nach unten in die Ausnehmung 3 hin abgesenkten Position, so daß die Kühlkontaktfläche 8 mit dem Siegelband 7 keinen Kontakt hat.

Die Materialbahnen 27 und 28 werden dann über der Siegelbacke in die richtige Position gebracht, wie etwa in Fig. 9 gezeigt ist. Ein elektrischer Impuls heizt das Siegelband 7 von seiner Anfangstemperatur von etwa 60°C auf etwa 135°C auf, während die hier nicht gezeigte Gegenbacke von oben auf die Materialbahn 27 gemäß Fig. 9 drückt. Handelt es sich um reine Kunststoffolien, dann schmilzt der Kunststoff, anderenfalls schmilzt auf einer Trägerschicht aus Papier oder dergleichen der aufgetragene Kunststoff ebenfalls, so daß die Siegelnaht 26 (Fig. 9) entsteht.

Danach wird der elektrische Siegelimpuls abgeschaltet, und während noch die Gegenbacke den Druck hält, fährt die Kühlleiste in Richtung des Doppelpfeiles 19 nach oben auf das Siegelband 7 zu und kommt mit diesem gemäß Darstellung der Fig. 8 in Berührung, ohne dabei den Grundkörper 1a, 1b über seine schrägen inneren Oberflächen 10a, 10b zu berühren und zu kühlen. Der Wärmefluß erfolgt also in der Hauptsache und gezielt von der Kühlleiste 5 auf das Siegelband 7. Dessen Temperatur sinkt dadurch von den erwähnten zum Beispiel 135°C ab auf 66°C im Falle der hier beschriebenen besonderen Ausführungsform. Die Kühlleiste 5 kann nun wieder aus der in den Fig. 1-3 gezeigten Position nach unten in die in den Fig. 4-7 gezeigte Position herunterfahren, indem zum Beispiel Preßluft über die Leitungen 21a in die Pneumatikzylinder 20 geleitet wird. Unmittelbar danach kann die Gegenbacke sich von der hier in den Figuren gezeigten Siegelbacke lösen, denn die Siegelnaht 26 ist ausreichend gekühlt und gehärtet.

Bezugszeichenliste

1

a,

1

b Zweiteiliger Grundkörper des Siegelbackens

2

a,

2

b Oberflächen

3

Ausnehmung

4

a,

4

b Kühlmittelanschlüsse

5

Kühlleiste

6

Längsrichtung des Siegelbackens

7

Siegelband

8

Kühlkontaktfläche

9

a,

9

b äußere Oberflächen der Kühlleiste

10

a,

10

b innere Oberflächen der Kühlleiste

11

Kühlbohrung

12

Gleitstücke

13

Schraubenlöcher

14

Kontaktstücke

15

Druckfedern

16

Klemmstücke

17

Stützflächen

18

Öffnung der Ausnehmung

19

Bewegungsrichtung der Kühlleiste

20

Pneumatikzylinder

21

a,

21

b Zuluftleitungen

22

Kolben

23

Rand des Siegelbandes

24

Übergangsstelle

25

Oberfläche des Grundkörpers

26

Siegelnaht

27

Materialbahn

28

Materialbahn
b Breite der Stützfläche
B Breite der Öffnung

18

D Dicke des Siegelbandes
d Dicke des äußeren Randes

Claims (6)

1. Siegelbacke für das Versiegeln mindestens zweier wenigstens außen mit siegelfähigem Kunststoff versehenen Materialbahnen (27, 28), bei der eine metallenes Siegelband (7) mittels Klemmstücken (16) auf der Oberfläche (25) eines Grundkörpers (1a, 1b) aufgespannt ist, an den Enden mit elektrischen Kontakten (14) versehen und über wesentliche Teile seiner Länge kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem nicht gekühlten Grundkörper (1a, 1b) eine zum Siegelband (7) hin offene Ausnehmung (3) vorgesehen ist, in der eine mit Kühlmittelanschlüssen (4a, 4b) versehene Kühlleiste (5) mit einer äußeren Kühlkontaktfläche (8) in einer Richtung (19) senkrecht auf das Siegelband (7) zu und von diesem fort in die Ausnehmung (3) zurück außer Kontakt mit dem Siegelband (7) bewegbar angetrieben ist.

2. Siegelbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleiste (5) über wenigstens zwei Gleitstücke (12) auf der Innenwandung (10a, 10b) der Ausnehmung (3) gleitfähig abgestützt ist.

3. Siegelbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1a, 1b) mit einer Beschichtung schlechter elektrischer und schlechter Wärmeleitfähigkeit versehen ist.

4. Siegelbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (18) der Ausnehmung (3) in dem Grundkörper (1a, 1b) unter Bildung von beidseitigen Stützflächen (17) schmaler als die Breite des Siegelbandes (7) ist und die Tiefe der Schulter der Stützflächen (17) etwa gleich der Dicke (d) des Siegelbandes (7) ist.

5. Siegelbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (18) der Ausnehmung (3) in dem Grundkörper (1a, 1b) eine Breite (B) von 1/2 bis 2/3 der Breite des Siegelbandes (7) hat.

6. Siegelbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Siegelband (7) im Querschnitt trapezförmig ist.