CH433098A

CH433098A - Verfahren zum Abtrennen und Verschweissen von Bahnen von Verpackungsmaterialien und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Info

Publication number: CH433098A
Application number: CH1672864A
Authority: CH
Inventors: Tuma Alex; Erik Gafvert Bo
Original assignee: Tepar Ag
Priority date: 1964-12-28
Filing date: 1964-12-28
Publication date: 1967-03-31
Also published as: FR1461900A

Description

Verfahren zum Abtrennen und Verschweissen von Bahnen von Verpackungsmaterialien und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen in der Technik des Abtrennens von flachen Materialien und Verschweissens von zwei solchen Materialien oder zwei Teilen eines solchen Materials aneinander.

Die Erfindung betrifft insbesondere das Abtrennen und Verschweissen von Materialien, die aus heissverschweissbarem Kunststoff bestehen, oder von Materialien, die mindestens eine Oberfläche von heissverschweissbarem Kunststoff haben. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen und Verschweissen von Bahnen von Verpackungsmaterialien in einer einzigen Operation.

Aus Ersparnisgründen bemüht man sich, beispielsweise bei der Herstellung von Verpackungen oder Rohlingen für Verpackungen den Verbrauch an Materialien auf das äusserste Minimum herabzusetzen. Bei einer gegebenen Dicke des Materials bietet das Verhältnis der Verpackungsoberfläche, die für jede Verpackung notwendig ist, zum Volumen des Produktes, das innerhalb der Verpackung untergebracht werden kann, einen Index für die Festsetzung des Preises der ganzen Verpakkung. Gewisse Teile des Verpackungsmaterials mancher Verpackungen müssen keine reine verpackungsbildende Funktion ausüben, sondern rühren von dem Herstellungsverfahren der Verpackung her.

Beispielsweise bekommen Beutel oder beutelförmige Rohlinge von Verpackungen mit einer inneren Oberfläche von heissverschweissbarem Kunststoff, die an ihren Rändern durch Heissverschweissen verschlossen werden, entlang den Schweissnähten sogenannte Grate. Verpackungen, die insbesondere für das Verpacken von Flüssigkeiten bestimmt und aus einem röhrenförmigen, teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Verpackungsrohling mittels eines Verfahrens hergestellt werden, bei dem die Schlauchwände durch geeignete Mittel zusammengepresst und in Richtungen im rechten Winkel zur Schlauchachse heissverschweisst werden, sind ebenfalls mit solchen Graten versehen. Diese sind in dem schwedischen Patent Nr. 123 250 deutlich sichtbar.

Die Grate bilden einen Sicherheitsfaktor, um das Abschneiden einer der beiden Querverbindungsnähte beim Abtrennen der fertigen Verpackungen von dem röhrenförmigen Rohling zu vermeiden.

Das Abschneiden der fertigen Verpackungen wurde mit Hilfe von Spezialmessern ausgeführt, die mit den Verschweissvorrichtungen synchronisiert waren. Bei den hohen Geschwindigkeiten, die hier in Betracht kommen, nämlich eine oder mehrere Verpackungen pro Sekunde, treten bei der Schaffung mechanischer Vorrichtungen, die jede Verpackung an genau der gleichen Stelle in den Querschweissnähten abzutrennen vermögen, ausserordentliche Schwierigkeiten auf. Selbst wenn es gelingt, die Schneidvorrichtung perfekt zu machen, bleiben die Schwierigkeiten, die sich durch das Ziehen und Drehen des Verpackungsmaterials ergeben, zu lösen. Daher musste man bis heute beim Abschneiden der Verpackungen von dem Schlauchrohling mit ziemlich grossen Sicherheitsfaktoren arbeiten, wodurch sich die Grate ergaben.

Man hat bereits früher die grossen Materialverluste beobachtet, die durch die Grate verursacht werden, und versucht, das Problem durch mechanische Mittel zu lösen, indem man die Schweissbacken mit Messern versah, um eine erhöhte Synchronisierung der Schweiss- und Schneidoperationen zu erhalten. Theoretisch kann durch Verwendung dieser Vorrichtungen die Breite der Grate herabgesetzt werden, aber das Verfahren konnte nicht mit guten Ergebnissen verwirklicht werden, was unter anderem von der Tatsache abhängt, dass während des kurzen Zeitraumes, der für jede einzelne Verschweissungsoperation zur Verfügung steht, nicht einerseits eine gute Schweissnaht gebildet und andererseits die Verpakkung entlang der gebildeten Schweissnaht mechanisch abgeschnitten werden konnte.

Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Material ohne Verwendung mechanischer Schneidwerkzeuge abzuschneiden.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, Materialien mit Oberflächen von heissverschweissbarem Kunststoff, die gegeneinander zusammengebracht worden sind, zu verschweissen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das.Ver- schweissen und Abtrennen eines Materials in einer einzigen Operation auszuführen.

Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, erhebliche Ma terialverluste bei der Herstellung von Verpackungen zu vermeiden und Verpackungen herzustellen, die vom hygienischen Standpunkt aus zufriedenstellender sind.

Ein weiteres Ziel ist es, Verpackungen mit verbesserten Abdichtungseigenschaften zu erzeugen.

Wie in der schwedischen Patentschrift Nr. 123 250 offenbart wird, können Verpackungen ausgehend von einem flachen Bahnmaterial hergestellt werden, das zu einem Schlauch geformt wird, der mit einem flüssigen Füllprodukt gefüllt wird. In diesem Fall wird der Schlauch zu tetraedrischen Verpackungen geformt, die, falls das Material eine Oberfläche von Kunststoff besitzt, die dem Inneren der Verpackung gegenüberliegt, heissverschweisst und von dem Schlauch abgetrennt werden, indem man in dem Gebiet zwischen den Querschweissnähten schneidet. Wenn mit Kunststoff überzogenes Material verwendet wird, wird während der Schlauchbildungsoperation die Längsverbindungsnaht des Schlauches ebenfalls in Längsrichtung durch Heissverschweissen verschweisst.

Bei der Kreuzung zwischen einer Längsnaht und einer Quemaht einer fertigen Verpakkung bildet sich leicht ein enger Kanal; der sehr schwierig abzudichten ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es daher, diesen Kanal abzudichten.

Demgemäss betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen und Verschweissen von Bahnen von Verpackungsmaterialien zur Herstellung von Verpackungen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Flächenabschnitte des Materials in einer länglichen, schmalen Zone in der das Abtrennen und Verschweissen erfolgen soll, übereinandergelegt und gegeneinander gepresst werden, wobei das wandbildende Verpackungsmaterial innerhalb einer Trennlinie in der genannten Zone getrennt wird, während gleichzeitig diejenigen Materialpartien, die innerhalb der Zone beidseits der Trennlinie angeordnet sind, verschweisst werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, die ein langgestrecktes, schmales Verschweissungs- und Abtrennwerkzeug mit einer Arbeitsfläche aufweist, die mindestens einen gleichen Bereich wie die Verschweissungs- und Abtrennzone umfasst, und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Arbeitsfläche einen ersten Abschnitt aufweist, der sich über die ganze Werkzeuglänge erstreckt und praktisch die gleiche Breite wie die Abtrennzone hat, und zum Übertragen einer mindestens der Höhe der Schmelztemperatur des Verpackungsmaterials entsprechenden Temperatur dient, während zweite Abschnitte auf beiden Seiten dieser Zone nur zum Übertragen einer für das Heissverschweissen des Materials geeigneten Temperatur dienen.

Gemäss einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird eine erhitzte Arbeitsfläche des Werkzeuges in dem Bereich, in dem das Verschweissen und Schneiden ausgeführt werden soll gegen das Material gepresst.

Der Abschnitt ist gleich oder länger als die Länge der gewünschten Schweissnaht. Entlang der ganzen Ausdehnung der Arbeitsfläche hat der mittig liegende Abschnitt eine höhere Temperatur als die seitlich davon liegenden Abschnitte oder es sind Vorkehrungen getroffen, um einen stärkeren Wärmestrom zur Verpackungsmaterial partie hervorzurufen, die vom mittig liegenden Abschnitt der Arbeitsfläche berührt und durchgeschmolzen wird.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, wobei
Fig. 1 veranschaulicht, wie das Verschweissen und Abtrennen früher ausgeführt wurde;
Fig. 2 und 3 das Prinzip der Erfindung offenbaren ;
Fig. 4 und 5 das Prinzip der Erfindung mit einer Vorrichtung, die von der in Fig. 2 gezeigten etwas verschieden ist, offenbaren;
Fig. 6 zeigt, wie tetraedrische, mit Flüssigkeit gefüllte Verpackungen früher verschweisst wurden;
Fig. 7 zeigt in vergrössertem Massstab eine Einzelheit von Fig. 6, die dort durch einen Kreis umgeben ist;
Fig. 8 ist ein Schnitt durch eine gemässe einem früher ausgeführten Verfahren erzeugte Schweissstelle;
Fig. 9 zeigt, wie zwei Materialien erfindungsgemäss vereinigt worden sind, um verschweisst und zerschnitten zu werden;

Fig. 10 zeigt die Schweissstelle gemäss Fig. 9 in vergrössertem Massstab zusammen mit einem Temperatur diagramm;
Fig. 11 zeigt eine Schweissnaht gemäss der Erfindung;
Fig. 12 ist ein Schnitt durch eine früher verwendete Schweissbacke;
Fig. 13 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemässe Schweissbacke und
Fig.l4 bis 19 sind Einzelheiten von Verschweiss- und Schneidvorrichtungen gemäss der Erfindung, wobei Fig. 19 eine Einzelheit von Fig. 18, von unten gesehen, darstellt.

In Fig. 1, die das früher allgemein verwendete Verfahren zum Verschweissen und Zerschneiden von zwei Bahnmaterialien zeigt, sind die beiden Materialien durch 1 und 2 bezeichnet. Sie können aus heissverschweissbarem Kunststoff bestehen oder mindestens eine innere Oberfläche von heissverschweissbarem Kunststoff haben, d.h. die Oberfläche, die gegen die zu bildende Verpackung gerichtet ist. Das Heissverschweissen umfasst daher auch das Verschweissen mittels Hochfrequenz. Sie können ferner aus Materialien bestehen, die mit Hilfe von Ultraschall verschweisst werden können. Ferner können die Materialien auf den Innenseiten in denjenigen Gebieten, die eine Schweissnaht bilden sollen, mit einer Klebstoffpaste versehen werden.

Das Verschweissen wird mit Hilfe von zwei Schweissbacken 3 und 4 ausgeführt, die in bezug aufeinander beweglich sind. Durch Bewegen der Backen in Richtung aufeinander werden die Materialien 1 und 2 in einem Gebiet 5', das eine verhältnismässig grosse Ausdehnung hat, zusammengepresst. In Abhängigkeit von den Materialien 1 und 2, die verwendet werden, werden die Bakken 3, 4 beispielsweise auf die Schweisstemperatur erhitzt. Sie senden ferner elektromagnetische Hochfrequenzsignale aus, um eine geeignete Verschweisstemperatur zu liefern. Ferner kann eine die beiden Materialien gemäss dem Ultraschallprinzip mit einer hohen Frequenz gegeneinander schlagen oder einfach mit Paste versehene Oberflächen gegeneinander bewegen. Welches Prinzip auch immer verwendet wird, das Ergebnis ist eine Schweissnaht 5'.

Zwischen zwei benachbarten Schweissnähten 5' und 5" wird ein Raum 7 erhalten, der beispielsweise für Verpackungszwecke verwendet werden kann, wobei der Begriff Verpackung in seinem Weitesten Sinne genommen wird.

Die Trennung von zwei benachbarten Verpackungen voneinander geht so vor sich, dass mit einem Schneideglied 6, beispielsweise einem Messer, ein Schnitt durch die Wand des Materials vorgenommen wird, der sich in dem Verschweissungsgebiet 5" von Rand zu Rand er streckt. Um zu garantieren, dass der Schnitt tatsächlich in dem Verschweissgebiet vorgenommen wird, muss dieses eine erhebliche Breite haben, die bei der Schneidoperation einen Sicherheitsfaktor bildet. Dadurch wird ein Grat mit einer Breite a gebildet, der in der Verpackung keine direkte Funktion ausübt, sondern lediglich ein Überbleibsel aus dem Verpackungsverfahren ist.

Fig. 2 zeigt, wie diese Grate und die sie begleitenden Materialverluste erfindungsgemäss vermieden werden können und ferner wie spezielle mechanische Schneideglieder vermieden werden. Zwei bewegliche Glieder 10 und 11 werden verwendet, die in Fig. 2 schematisch dargestellt sind. Diese Glieder pressen die Materialien 1, 2 in einem Gebiet 12, das eine viel geringere Ausdehnung hat als das entsprechende Gebiet 5' in Fig. 1, zusammen. Die Glieder 10, 11 sind in einer entsprechenden Weise in Abhängigkeit von dem vorliegenden Verpakkungsmaterial 1, 2 hergestellt. Sie können demgemäss Schall mit einer ultrahohen Frequenz aussenden. Durch festes Zusammenpressen der Glieder 10, 11 ist der Ultraschall in dem mittleren Teil des Gebietes 12 am intensivsten, während die benachbarten Teile eine etwas schwächere Schallenergie empfangen.

Durch entspre. chendes Ausgleichen von Drücken, Konstruktion der Glieder 10, 11 und Schallintensität können die Materialien 1, 2 wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, dazu gebracht werden, in einem Gebiet 13, das dem mittleren Teil des Gebietes 12 entspricht, zu zerspringen, während die Materialien 1, 2 in dem benachbarten Teilen 14, 15 aneinander geschweisst werden. Die Verschweissung wird fixiert, indem man die Glieder während eines kurzen Zeitraumes nach der Ausführung der Schneidoperation in Berührung lässt. Man kann auch die seitlichen Teile der Schneidränder erhitzen.

Wenn die Glieder 10, 11 stattdessen auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, werden die Materialien in den Gebieten 14 und 15 heissverschweisst, während in dem mittleren Gebiet 13 das Abbrennen stattfindet.

Dies hängt von der Tatsache ab, dass der Wärmestrom zu dem mittleren Teil viel stärker ist als derjenige zu den umgebenden Teilen, wodurch die Brenntemperatur des Materials in dem mittleren Teil erreicht oder überschritten wird, während die Temperatur in den Schweissnähten, die gebildet werden sollen, nur eine geeignete Verschweisstemperatur erreicht. Wie die Glieder 10, 11 zwecks Erzielung guter Ergebnisse auch mit hohen Anforderungen an die Festigkeit der Schweissnähte konstruiert werden können, wird im folgenden gezeigt.

Fig. 4 zeigt eine etwas andere Verschweiss- und Schneidmethode. In diesem Falle ist nur ein bewegliches Glied 10 vorhanden, während das in Fig. 2 dargestellte Glied 11 durch einen stationären Gegenhalter 17 ersetzt worden ist. Das Material 1 wird gegen das Material 2 gegenüber dem Gegenhalter 17 gepresst. Die Schneidund Verschweissenergie wird in der schon erwähnten Weise von dem Glied 10 übertragen. Der Gegenhalter 17 kann passiv sein, d.h. nur eine entgegenwirkende Funktion haben. Das erhaltene Ergebnis ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ein Abschneiden der Materialien 1, 2 in dem den mittleren Teil des Gebietes 18 entsprechenden Gebiet 13 und das Verschweissen der Materialien 1 und 2 in den Gebieten 19 und 20, die in Richtung auf den Gegenhalter 17 etwas verschoben sind.

Fig. 6 zeigt eine Anzahl von tetraedrischen Verpakkungen 22, 23, 24, 25 und 26 und wie diese gemäss einem bekannten Verfahren verschweisst werden. Gemäss dem Verfahren zur Bildung solcher Verpackung geht man gewöhnlich von einer Bahn von Papiermaterial aus, wobei mindestens die Seite des Papiers, die die innere Seite der fertigen Verpackung bilden soll, eine Oberfläche von heissverschweissbarem Kunststoff hat. Das Bahnmaterial wird zu einem vertikalen Schlauch geformt, der in Längsrichtung verschweisst und mit einem flüssigen Produkt gefüllt wird. Der untere Teile des Schlauches wird durch eine Querverschweissung der in Fig. 6 gezeigten Art geschlossen und verschweisst.

Wenn die Verschweissungen vorgenommen worden sind, werden die einzelnen Verpackungen durch Schnitte in oder zwischen zwei benachbarten Verschweissungen in einer Weise, wie beschrieben werden wird, voneinander abgetrennt. Wie bereits erwähnt, wird das Abschneiden der fertigen Verpackungen von dem Schlauch mit Hilfe spezieller mechanischer Schneidglieder oder Messer vorgenommen.

Diese benötigen einen gewissen Sicherheitsfaktor, um sicherzustellen, dass der Schnitt nicht in einer Linie neben der gewünschten eintritt, wodurch die Verschweissung geschwächt wird oder ein Lecken eintritt. Zwischen zwei benachbarten Verpackungen 23 und 24 sind daher zwei verhältnismässig schmale Schweisszonen 31 und 32 mit einer dazwischenliegenden nicht verschweissten Zone 33, die verhältnismässig breit ist, hergestellt worden.

Darauf sind die beiden Verpackungen entlang der mittleren Linie C durch mechanische Schneidglieder voneinander abgetrennt worden, wobei die Zone 33 als Sicherheitsfaktor dient. Das durch den Kreis 40 umschlossene Bebiet ist in Fig. 7 vergrössert. Es ist daraus ersichtlich, dass die Breite al der Verschweissungszone 31 und die Breite a2 der Verschweissungszone 32 eine praktisch gleiche Grösse haben oder der Breite a gleich ist.

Die Länge A ist der gegenseitige Abstand der Verschweissungszonen, und die Länge (A-a) ist der Spielraum oder die Toleranz, innerhalb dessen das Schneidglied arbeitet.

Fig. 8 stellt einen Schnitt durch ein gemäss dem bekannten Verfahren erzeugtes Verschweissungsgebiet dar.

Das Gebiet 33 zwischen zwei Verschweissungszonen besteht aus zwei Wänden 34 und 35 von Material, das nicht aneinander geschweisst ist. Zwischen diesen Wänden wird ein kleiner enger Raum 36 gebildet, der bei diesem bekannten Verfahren nicht vermieden werden kann. Wenn man eine Flüssigkeit verpackt, sammelt sich hier eine kleine Menge des flüssigen Produktes an, das bei der Verschweissungsoperation gegen die Verschweissungszonen 31 und 32 gepresst wird, wodurch eine absolute Abdichtung gefährdet wird.

Wenn man die Wände 34, 35 des Materials abschneidet, kommt der Raum 36 mit der darin enthaltenen Flüssigkeit in Berührung mit der umgebenden Luft.

Wenn das Produkt beispielsweise aus Milch oder irgendeinem anderen Substrat besteht, gibt es ein grosses Risiko, dass der Raum bald eine Bakterienkolonie bildet, was unter anderem von der Tatsache abhängt, dass die Flüssigkeit Insekten anzieht. Vom aseptischen Standpunkt aus bringt dies ein grosses Risiko mit, weil der Inhalt der Verpackung selbst dadurch leicht infiziert wird, wenn sie geöffnet wird.

Es wurde ein Versuch unternommen, diese Nachteile zu beseitigen, indem man das ganze Gebiet 33 ver schweisste wodurch die Zonen 31, 33 und 32 eine einzige ein Ganzes bildende Verschweissungszone darstellen.

Diese hat eine erhebliche Breite, was dazu führt, dass das einzufüllende Produkt. bei dem Verschweissungsprozess nicht vollständig herausgedrückt wird, sondern in der Schweissnaht eingebettet wird. Wenn man Milch gemäss diesem Verfahren verpackt, hat man beispielsweise kleine Mengen des einzufüllenden Produktes in den Schweissnähten gefunden, was natürlich ein grosses Risiko ist.

Fig. 9 zeigt, wie zwei Materialien 41, 42 zusammengepresst worden sind, um erfindungsgemäss verschweisst und abgeschnitten zu werden. Der Massstab von Fig. 9 ist der gleiche wie in Fig. 8. Es ist demgemäss ersichtlich, dass die Breite b der Verschweissungszone, die gebildet werden soll, praktisch gleich gross ist wie eine der Verschweissungszonen al oder a2.

Mit Bezug auf Fig. 10 werden die Prinzipien der wirksamen Verschweissung und des wirksamen Schneidens mit Hilfe von Wärme erklärt. Da hier und weiterhin das Heissverschweissen besonders beschrieben ist, sollte man festhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Heissverschweissungstechnik beschränkt ist, sondern dass andere Verschweissungsverfahren ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegen.

Fig. 10 ist eine Vergrössung von Fig. 9. Die Wände 41, 42 des Materials können aus einem heissverschweissbaren Kunststoff oder beispielsweise aus Papiermaterial mit einander gegenüberliegenden Oberflächen von Kunststoff bestehen. Die Materialien können ferner geschichtet sein. Das Verfahren wurde sogar mit Schichtstoffen, die Aluminiumfolien enthielten, mit guten Ergebnissen geprüft.

Die Wände 41, 42 werden aufeinander zu bewegt und von beiden Seiten durch nicht dargestellte Glieder zusammengepresst, von denen mindestens eines beweglich ist. Ein Glied kann demgemäss stationär sein und einen Gegenhalter bilden. Ferner ist mindestens ein Glied erhitzt worden, wobei der Wärmestrom zu dem Verschweissungs- und Abbrenngebiet das charakteristische Aussehen hat, das in der Temperaturverteilungskurve in dem Oberteil der Figur dargestellt ist.

Der Wärmestrom hat ein Maximum auf der mittleren Achse C der Verschweissungszone. Dieses Maxi mum liegt oberhalb der Brenntemperatur tq des Materials. In der Zone q, die dem Teil der Kurve entspricht, der oberhalb der Linie tq liegt, wird das Material daher abgebrannt. Diese Zone kann sehr schmal gemacht werden, indem man die Kurve sehr spitz macht.

Die Temperatur tfi ist die untere Heissverschweissungstemperatur der Kunststoffschicht, und die Temperatur tr ist die obere Heissverschweissungstemperatur derselben. Zwischen diesen beiden Temperaturen zeigt die Kurve einen flachen Teil, der von der unteren zur höheren Temperatur wenig ansteigt. Durch diesen geringen Anstieg erhält die fertige Schweissnaht ausserordentlich gute Festigkeits- und Abdichtungseigenschaften. Die Verschweissungszonen sind durch den Buchstaben f bezeichnet. Zwischen den Verschweissungszonen und der Abbrennzone liegen kleinere Übergangszonen x. In diesen Zonen existiert das Risiko, dass sich das Material verfärbt. Die Zonen können jedoch sehr schmal gemacht werden, wodurch die Verfärbung mit dem unbewaffneten Auge kaum wahrgenommen werden kann.

In Fig. 11 ist ein Schnitt durch eine Verschweissungsstelle schematisch dargestellt. Der Teil des Materials, der abgebrannt wird, ist verhältnismässig klein, und daher ist die Breite jeder Schweissnaht unwesentlich kleiner als b/2. Eine auf diese Weise hergestellt Schweissnaht hat sich, wie bereits erwähnt, als sehr fest und abdichtend werwiesen. Die gute Dichtigkeit hängt unter anderem von der Tatsache ab, dass auch der Schlauch, der mit den bekannten Verschweissungsverfahren am Kreuzungspunkt zwischen einer Längsnaht und einer Querschweissnaht gebildet wurde, gemäss diesem Verfahren mit geschmolzenem Kunststoff, der sich danach verfestigt, gefüllt ist. Das Verschweissen dieses Schlauches geschieht vorzugsweise in einem Teil der Verschweissungszone, der am nächsten der Abbrennzone gelegen ist.

Hier ist die Temperatur höher als im Rest der Verschweissungszone (siehe die Kurve in Fig. 10), wodurch der Kunststoff flüssiger ist und besser in alle Hohlräume zu fliessen vermag.

Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch eine Schweissbacke, die bei der Herstellung der in den Figuren 6 bis 8 dargestellten Schweissnähte gemäss der bekannten Methode verwendet wird. Die Schweissnähte werden dann durch zwei schmale Streifen 45, 46 hergestellt, die auf eine geeignete Verschweissungstemperatur erhitzt werden. Die Streifen 45, 46 sind in einer Basis 47 befestigt, die in lösbarer Weise in dem Material 48 befestigt ist.

Fig. 13 zeigt schematisch in einem Schnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung die Hauptkomponenten einer Verschweissungs- und Schneidbacke, die bei der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet wird. Die Verschweissungsglieder 50 und 51 mit dem Schneidglied 52 dazwischen, das aus einem Teil der ersteren bestehen kann, sind vorzugsweise in einem Abstützstück 53 befestigt, das in lösbarer Weise in dem Material 54 befestigt ist.

In Fig. 14 sind die unteren Einzelheiten von Fig. 13 in einem vergrösserten Massstab dargestellt. Gemäss dieser Ausführungsform besteht das Schneidglied aus einem stark erhitzten Draht 52, der zwischen zwei Metallstreifen 50 und 51, die auf eine etwas niedrigere Temperatur als der Draht 52 erhitzt werden, angebracht ist. Das Erhitzen findet durch Anlegen einer elektrischen Spannung über den Draht 52 und die Streifen 50 und 51 statt. Die Spannung kann konstant sein oder, was oft zweckmässiger ist, in Form von Impulsen zugeführt werden.

Das stärkere Erhitzen des Drahtes 52 als der Streifen 50, 51 kann praktisch auf zwei Weisen geschehen.

Ein Verfahren besteht darin, die Querschnittsflächen des Drahtes und der Streifen in einer geeigneten Weise anzupassen. Das andere Verfahren besteht darin, den Draht 52 und die Streifen 50, 51 aus verschiedenen Materialien herzustellen.

Wie wohlbekannt ist, ist die als Wärme in einem Widerstandsleiter entwickelte Energie dem spezifischen Widerstand des Leiters umgekehrt proportional und der Querschnittsfläche derselben direkt proportional. Gemäss der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform ist der Draht 52 so gemäss diesem Grundsatz aus einem Material mit einem wesentlich geringen spezifischen Widerstand als die Streifen 50, 51 hergestellt. Informationen über Materialien, die die gewünschten elektrischen Eigenschaften besitzen, können aus gewöhnlichen Handbüchern der Technik erhalten werden. Gemäss dem anderen Prinzip gibt man dem Draht eine wesentlich grössere Querschnittsfläche als den Streifen, oder genauer, man gibt ihm einen Durchmesser, der grösser ist als die Dicke des Streifens, wodurch die pro Einheit der Breite entwickelte Energie in dem Draht wesentlich grösser ist als in dem Streifen.

Was unter einer Einheit der Breite verstanden wird, ist aus der Tatsache ersichtlich, dass die Entfernung b als Breite des Gliedes bezeichnet wird.

Fig. 15 zeigt eine andere Ausführungsform der Verschweissungs- oder Abbrennglieder. Diese sind als ein ein Ganzes bildendes Stück 60 hergestellt, das im mittleren Teil, d.h. dem Teil, der der Zone q in Fig. 10 entspricht, eine wesentlich grössere Dicke hat. Daher besteht das Prinzip gemäss dieser Ausführungsform darin, die Querschnittsflächen der Verschweissungs- und Abschneideteile in angemessener Weise anzupassen.

Eine gewisse Wärmestrahlung findet natürlich zwischen den Gliedern 60 und der Umgebung 53 statt.

Diese Strahlung kann jedoch kompensiert werden, indem man den elektrischen Strom durch das Glied 60 erhöht, oder wie in der Figur, indem man die Dicke des Gliedes mindestens im mittleren Teil beträchtlich gross macht. In der Ausführungsform gemäss Fig. 16 wird es stattdessen bevorzugt, einen Streifen 70 durch eine Wärmeisolation 71 thermisch von der Umgebung zu isolieren. Diese Wärmeisolation kann im mittleren Teil schwerer gemacht werden, wodurch die Temperatur des Streifens 70 hier grösser ist. Möglicherweise kann die Isolierung ganz auf die mittlere Zone konzentriert sein oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise konstruiert sein.

Gemäss der in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform ist ein Streifen 80 vorgesehen, dessen seitliche Teile als Heissverschweissungsvorrichtung dienen. Auf diesem Streifen am mittleren Teil desselben ist ein schmalerer Streifen 81 vorgesehen, der als Abtrennvorrichtung für das abzutrennende Material dient. Der spezifische Widerstand dieses Streifens 81 ist wesentlich geringer als derjenige des Heissverschweissungsstreifens 80.

Schliesslich zeigen Fig. 18 und 19 noch eine andere Ausführungsform. Fig. 19 zeigt die Verschweissungsund Abtrennvorrichtung, von der Unterseite von Fig. 18 aus gesehen. Der elektrische Strom wird durch den mittleren Teil 90 geleitet. Dieser wird dadurch stark erhitzt, so dass das Abtrennen des zu verschweissenden Materials stattfindet. Gleichzeitig findet ein Wärmetransport zu den seitlichen Teilen 91, 92 statt, die aus einer grossen Anzahl von Zähnen bestehen, die durch Zwischenräume 94 getrennt sind. Die seitlichen Teile werden dadurch auf eine geeignete Verschweissungstemperatur erhitzt.

Die in den Fig. 14 bis 19 dargestellten Anordnungen können natürlich auf verschiedene Weisen kombiniert werden. Beispielsweise kann es in einer Anzahl von Fällen, insbesondere wenn verhältnismässig dicke geschichtete Materialien abgetrennt werden, wie in Fig. 14 notwendig sein, das Abtrennglied etwas vorstehend zu machen (Draht 52). Um die Abtrennung des Materials zu erleichtern, kann das Verfahren mit einem Ziehen in dem Material kombiniert werden. Da dieser Zug in den meisten Verpackungsmaschinen bereits besteht, wie zuvor erwähnt wurde, brauchen im allgemeinen keine zusätzlichen Vorrichtungen zur Erzeugung dieses Zuges vorgesehen zu werden.

Claims

PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Abtrennen und Verschweissen von Bahnen von Verpackungsmaterialien zur Herstellung von Verpackungen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Flächenabschnitte des Materials in einer länglichen, schmalen Zone, in der das Abtrennen und Verschweissen erfolgen soll, übereinandergelegt und gegeneinander gepresst werden, wobei das wandbildende Verpackungsmaterial innerhalb einer Trennlinie in der genannten Zone getrennt wird, während gleichzeitig diejenigen. Materialpartien, die innerhalb der Zone beidseits der Trennlinie angeordnet sind, verschweisst werden.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das wandbildende Verpackungsmaterial mittels einer direkt beheizten Vorrichtung abgetrennt und verschweisst wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das wandbildende Verpackungsmaterial mit Hilfe von Schallwellen ultrahoher Frequenz abgetrennt und verschweisst wird.

PATENTANSPRUCAH II Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, die ein langgestrecktes, schmales Verschweissungs- und Abtrennwerkzeug mit einer Arbeitsfläche aufweist, die mindestens einen gleichen Bereich wie die Verschweissungs- und Abtrennzone umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche einen ersten Abschnitt aufweist, der sich über die ganze Werkzeuglänge erstreckt und praktisch die gleiche Breite wie dieAbtrennzone hat, u. zum Übertragen einer mindestens der Höhe der Schmelztemperatur des Verpackungsmaterials entsprechenden Temperatur dient, während zweite Abschnitte auf beiden Seiten dieser Zone nur zum Übertragen einer für das Heissverschweissen des Materials geeigneten Temperatur dienen.

UNTERANSPRüCHE 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt auf der Arbeitsfläche des Werkzeuges einen Draht enthält, der eine mindestens der Schmelztemperatur des Materials entsprechenden Temperatur aufweist, sowie je einen Metallstreifen auf beiden Längsseiten dieses Drahtes, die auf eine für die Heissverschweissung des Materials geeignete Temperatur erhitzt sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche des Werkzeuges aus einem Metallstreifen besteht, der in der Zone, die praktisch die gleiche Breite wie die Trennzone aufweist, eine wesentlich grössere Dicke als im übrigen Bereich des Streifens hat.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche des Werkzeuges einen praktisch flachen Metallstreifen aufweist, der durch eine thermische Isolierung gegenüber seiner Auflage am Werkzeug getrennt ist, wobei die thermische Isolierung im Bereich der Trennzone am dicksten ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche aus einem Metallstreifen besteht, der aus einem mittleren Teil, der der Abtrennzone entspricht, und einer grossea Anzahl von Zungen oder Zähnen besteht, die sich in beiden Richtungen von dem mittleren Teil aus erstrecken.