DE102008031379B4 - Method and apparatus for ultrasonic welding a closure device on the spout of a container - Google Patents

Method and apparatus for ultrasonic welding a closure device on the spout of a container Download PDF

Info

Publication number
DE102008031379B4
DE102008031379B4 DE102008031379A DE102008031379A DE102008031379B4 DE 102008031379 B4 DE102008031379 B4 DE 102008031379B4 DE 102008031379 A DE102008031379 A DE 102008031379A DE 102008031379 A DE102008031379 A DE 102008031379A DE 102008031379 B4 DE102008031379 B4 DE 102008031379B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding
container
spout
ultrasound according
carrying
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 - Fee Related
Application number
DE102008031379A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008031379A1 (en
Inventor
Wolfgang 55435 Schmitt
Robert 55435 Schmitt
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.)
Fw Schmitt GmbH
F W SCHMITT GmbH
Fw Schmitt 55435 GmbH
Original Assignee
Fw Schmitt GmbH
F W SCHMITT GmbH
Fw Schmitt 55435 GmbH
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
Application filed by Fw Schmitt GmbH, F W SCHMITT GmbH, Fw Schmitt 55435 GmbH filed Critical Fw Schmitt GmbH
Priority to DE102008031379A priority Critical patent/DE102008031379B4/en
Publication of DE102008031379A1 publication Critical patent/DE102008031379A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008031379B4 publication Critical patent/DE102008031379B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7802—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7841—Holding or clamping means for handling purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/001—Joining in special atmospheres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/532—Joining single elements to the wall of tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/5324—Joining single elements to the wall of tubular articles, hollow articles or bars said single elements being substantially annular, i.e. of finite length
    • B29C66/53245—Joining single elements to the wall of tubular articles, hollow articles or bars said single elements being substantially annular, i.e. of finite length said articles being hollow
    • B29C66/53246—Joining single elements to the wall of tubular articles, hollow articles or bars said single elements being substantially annular, i.e. of finite length said articles being hollow said single elements being spouts, e.g. joining spouts to containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
    • B29C66/824—Actuating mechanisms
    • B29C66/8242—Pneumatic or hydraulic drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/924—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9241—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force or the mechanical power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/924—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9261—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the displacement of the joining tools
    • B29C66/92611—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the displacement of the joining tools by controlling or regulating the gap between the joining tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/94—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time
    • B29C66/944—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time by controlling or regulating the time
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
    • B29C66/951—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools
    • B29C66/9516—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools by controlling their vibration amplitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/96—Measuring or controlling the joining process characterised by the method for implementing the controlling of the joining process
    • B29C66/967—Measuring or controlling the joining process characterised by the method for implementing the controlling of the joining process involving special data inputs or special data outputs, e.g. for monitoring purposes
    • B29C66/9674—Measuring or controlling the joining process characterised by the method for implementing the controlling of the joining process involving special data inputs or special data outputs, e.g. for monitoring purposes involving special data outputs, e.g. special data display means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2001/00—Articles provided with screw threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7172—Fuel tanks, jerry cans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/03177—Fuel tanks made of non-metallic material, e.g. plastics, or of a combination of non-metallic and metallic material

Abstract

Es wird angestrebt, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, wodurch der Ablauf eines Schweißvorgangs automatisiert und das optimale Schweißergebnis sichergestellt wird. Weiterhin soll erreicht werden, dass dieses Ergebnis auch überprüft und innerhalb eines definierten Rahmens als sicher gelungen bewertet werden kann. Dies soll verlässlich und mit geringem konstruktivem Aufwand erreicht werden. Erreicht wird dies durch ein Verfahren zum Verschweißen einer Verschlussvorrichtung auf dem Ausgussstutzen eines Behälters mittels Ultraschall, bei dem in einem ersten Schritt der Ausgussstutzen des Behälters fixiert wird durch das Aufschrauben einer Führung mit negativem Innengewinde auf das positive Gewinde des Ausgussstutzens. Der Schraubvorgang erfolgt mit eingestelltem Drehmoment und in einer vorgegebenen Toleranz der Schraubhöhe. Gröbere Fehler am Rand des Behälters werden hierbei erkannt, und der Behälter als Ausschuss behandelt. Der Ausgussstutzen ist durch die Führung in seiner Position genau bestimmt für den anschließenden Schweißvorgang und in der Führung sicher gehalten, um bei dem unter Druck ablaufenden thermoplastischen Verformungsvorgang des Schweißens keine Lageänderung zu vollziehen, die zu unterschiedlichen Schweißergebnissen führen würde.The aim is to create a method and a device which automates the sequence of a welding process and ensures the optimal welding result. Furthermore, the aim is to ensure that this result can also be checked and assessed as safe within a defined framework. This should be achieved reliably and with little design effort. This is achieved by a method for welding a closure device on the pouring spout of a container by means of ultrasound, in which in a first step the pouring spout of the container is fixed by screwing a guide with a negative internal thread onto the positive thread of the pouring spout. The screwing process takes place with the set torque and within a specified tolerance of the screw height. Coarser defects at the edge of the container are recognized and the container is treated as a scrap. The position of the pouring spout is precisely determined by the guide for the subsequent welding process and is held securely in the guide in order not to make any change in position during the thermoplastic deformation process of the welding which is under pressure, which would lead to different welding results.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verschweißen einer Verschlussvorrichtung auf dem Ausgussstutzen eines Behälters mittels Ultraschall.The invention relates to a method and a device for welding a closure device on the spout of a container by means of ultrasound.

Es ist bekannt, zum Fügen von Kunststoffen das Ultraschallschweißen einzusetzen, wobei die für den Schweißvorgang erforderliche Wärme im Thermoplast durch das Einleiten von Ultraschallschwingungen in die Schweißstelle des Werkstückes unter Druck erzeugt wird. Der Kunststoff erweicht lokal und ermöglicht so die Schweißverbindung.It is known to use the ultrasonic welding for joining plastics, wherein the heat required for the welding process in the thermoplastic material is generated by the introduction of ultrasonic vibrations in the weld of the workpiece under pressure. The plastic softens locally and thus allows the welded joint.

Konstruktiv ist hierfür ein Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung der Ultraschallfrequenz erforderlich, die über einen Ultraschallwandler als Schwingung auf die den Schweißvorgang durchführende Sonotrode übertragen wird. Diese ist unter definiertem Druck auf die Schweißstelle zu bringen. Durch die Wirkung der Ultraschallwellen werden die zu verschweißenden Teile bei unmittelbarem Stoffschluss miteinander verbunden. In der Regel werden die für jeden Schweißprozeß günstigsten Einstellbereiche der Schweißparameter wie Anpreßdruck, Amplitude der Ultraschallwellen und Schweißzeit durch aufwändige Schweißversuche ermittelt.Structurally, this requires a high frequency generator for generating the ultrasonic frequency, which is transmitted via an ultrasonic transducer as vibration to the welding process performing sonotrode. This is to be brought under defined pressure on the weld. Due to the effect of the ultrasonic waves, the parts to be welded are connected to each other in direct material bond. In general, the most favorable for each welding process adjustment ranges of welding parameters such as contact pressure, amplitude of the ultrasonic waves and welding time are determined by consuming welding tests.

Für die spezifische Anwendung dieses Verfahrens beim Schweißvorgang zur dichten Verbindung einer Verschlussvorrichtung auf dem Ausgussstutzen eines Behälters, beispielsweise eines Kanisters, ergeben sich hierbei Probleme im Hinblick auf die in ihrer Qualität konstante Verbindung und deren Überprüfung.For the specific application of this method in the welding process for tight connection of a closure device on the spout of a container, such as a canister, this results in problems with regard to the constant in their quality connection and their review.

In der EP 0 572 059 A1 ist in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung zur Bestimmung der Adhäsion zwischen zwei zu trennenden Teilen durch Ultraschall offenbart. Eine Ultraschalldetektionseinheit ist im Bereich des Ultraschallgenerators und der miteinander verbundenen Teile angeordnet. Das Ausgangssignal der Ultraschalldetektionseinheit wird genutzt, um bei abnehmender Adhäsion zwischen den Teilen die Amplitude des Ultraschalls zu reduzieren, um Beschädigungen während der letzten Phase der Trennung zu vermeiden.In the EP 0 572 059 A1 In this connection, an apparatus for determining the adhesion between two parts to be separated by ultrasound is disclosed. An ultrasonic detection unit is disposed in the region of the ultrasonic generator and the interconnected parts. The output of the ultrasonic detection unit is used to reduce the amplitude of the ultrasound as the adhesion between the parts decreases, to avoid damage during the final phase of separation.

Aus DE 42 06 584 C2 ist eine Vorrichtung zum Schweißen mit Ultraschall bekannt, bei der Temperaturmeßwerte aufgenommen und über einen Meßdatenspeicher einer Auswerteeinheit zugeführt werden. Es lassen sich so in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturmeßwerte Schweißparameter bestimmen. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist insbesondere die Ungenauigkeit, wobei eine Überprüfung der Ergebnisse des Schweißvorgangs nicht erfolgt.Out DE 42 06 584 C2 a device for welding with ultrasound is known, are recorded in the Temperaturmeßwerte and fed via a measuring data storage an evaluation. In this way, welding parameters can be determined depending on the measured temperature values determined. A disadvantage of this device is in particular the inaccuracy, with a review of the results of the welding process does not occur.

Aus den Schriften DE 43 25 856 A1 und DE 43 25 878 A1 ist bei Verfahren zur Bewertung von unter anderem mittels Ultraschallwellen hergestellten Schweißverbindungen offenbart, die Temperatur im Bereich einer Schweißlinse mit aufgeschmolzenem Material über die Messung der Durchlässigkeit für Scherwellen oder der Schallgeschwindigkeit insbesondere von Druckwellen zu bestimmen. Es erfolgt so zum einen eine Bewertung von Schweißpunkten, und zum anderen ist eine Regelung der Schweißparameter über den Abgleich mit einem Musterverlauf möglich. Es handelt sich um ein konstruktiv aufwändiges und somit kostenintensives Verfahren, mit dem lediglich bei gleichartigen, über Aufschmelzen zu verbindenden Materialien gute Ergebnisse erzielt werden können.From the scriptures DE 43 25 856 A1 and DE 43 25 878 A1 For example, in methods for evaluating welded joints made by, among other things, ultrasonic waves, it is known to determine the temperature in the region of a nugget with molten material by measuring the shear-wave transmission or the velocity of sound, particularly pressure waves. On the one hand, an evaluation of spot welds takes place, and on the other hand it is possible to regulate the welding parameters by comparison with a pattern course. It is a structurally complex and therefore cost-intensive process, with the good results can be achieved only in similar, to be joined by melting materials.

Aus der Veröffentlichung US 5,566,529 A ist ein Herstellungsverfahren für eine wirtschaftliche und ökologische Verpackung offenbart, die leicht recyclefähig ist und somit zur Verpackung einer Vielzahl von Lebensmittelprodukten oder auch chemischen und industriellen Produkten geeignet ist. Es wird hierbei ausgehend von einem rohrförmigen Körper ein Deckel aufgesetzt, der über einen Vorschnitt zur Öffnung am Umfang der Verpackung verfügt, sowie abschließend nach Einfüllen eines Produktes in die Verpackung die gesamte Verpackung bodenseitig verschlossen. Es wird dies zum einen durch ein Ziehwerkzeug zum Einsetzen des Deckels der Verpackung erreicht, zum anderen durch das Einsetzen des Bodenverschlusses, der auf unterschiedliche Weisen mit dem rohrförmigen Körper verbunden werden kann. Hier sind Klebeverbindungen, aber auch Hochfrequenz- und Ultraschallverfahren sowie thermische Verschmelzungen offenbart. Es ist allerdings auch in dieser Offenbarung nicht ein spezieller Schweißvorgang bezogen auf den Ausgussstutzen eines Behälters offenbart, der den Erfolg des Schweißvorgangs überprüfbar macht.From the publication US 5,566,529 A discloses a manufacturing process for economical and ecological packaging which is easily recyclable and thus suitable for packaging a variety of food products or even chemical and industrial products. In this case, starting from a tubular body, a lid is placed, which has a pre-cut to the opening on the circumference of the package, and finally closed after filling a product in the packaging, the entire package bottom side. This is achieved on the one hand by a drawing tool for inserting the lid of the packaging, on the other hand by the insertion of the bottom closure, which can be connected in different ways with the tubular body. Here are adhesive bonds, but also high-frequency and ultrasonic methods and thermal mergers disclosed. However, it is not disclosed in this disclosure, a special welding process with respect to the spout of a container, which makes the success of the welding process verifiable.

Aus der europäischen Veröffentlichungsschrift EP 0 074 343 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines dosenförmigen Behälters offenbart, für dessen Einsatz des Endverschlusses eine Hochfrequenzenergie als Schweißmmittel vorgeschlagen wird. Dies wird insbesondere auf Kartonbehälter bezogen, die zumindest einseitig eine heißsiegelbare Schicht und einen schweißfähigen Kunststoff aufweisen. Hierbei wird als Problem aufgezeigt, dass bei der Herstellung der Schweißnaht evtl. ein Anhaften des Schweißwerkzeugs erfolgen kann. Hierfür ist offenbart, einen Druckkolben zu verwenden, der einen expandierbaren Druckring aufweist, der in das offene Ende des Behältermaterials eingedrückt wird. Es bilden sich daher verschiedene Schweißmaterialzonen, die zu einer sicheren Schweißverbindung führen. Auch diese Schrift liefert keinen Hinweis auf eine Lösung bei der kontrollierten Verschweißung einer Verschluss- bzw. Entnahmevorrichtung auf einem Ausgussstutzen, wie dies Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung ist.From the European publication EP 0 074 343 A2 discloses a method for producing a can-shaped container, for the use of the end closure, a high-frequency energy is proposed as a welding agent. This is particularly related to cardboard containers having at least one side a heat-sealable layer and a weldable plastic. In this case, it is pointed out as a problem that in the manufacture of the weld possibly adhesion of the welding tool can take place. For this purpose it is disclosed to use a pressure piston having an expandable pressure ring which is pressed into the open end of the container material. Therefore, different welding material zones are formed which lead to a secure welded connection. This document also provides no indication of a solution in the controlled welding of a closure or removal device a spout, as is the subject of the present patent application.

Das vorliegende erfinderische Verfahren sowie die diesbezügliche Vorrichtung sollen vor diesem Hintergrund zum einen den Ablauf des Schweißvorgangs automatisieren und das optimale Schweißergebnis sicherstellen. Zum anderen soll erreicht werden, dass dieses Ergebnis auch überprüft und innerhalb eines definierten Rahmens als sicher gelungen bewertet werden kann. Dies soll verlässlich und mit geringem konstruktivem Aufwand erreicht werden.The present inventive method and the relevant device to automate against this background, on the one hand, the flow of the welding process and ensure the optimum welding result. On the other hand, it should be ensured that this result can also be reviewed and assessed as safely achieved within a defined framework. This should be achieved reliably and with little constructive effort.

Erreicht wird dies nach der Erfindung durch ein Verfahren zum Verschweißen einer Verschlussvorrichtung auf dem Ausgussstutzen eines Behälters mittels Ultraschall, bei dem in einem ersten Schritt der Ausgussstutzen des Behälters fixiert wird durch das Aufschrauben einer Führung mit negativem Innengewinde auf das positive Gewinde des Ausgussstutzens. Der Schraubvorgang erfolgt mit eingestelltem Drehmoment und in einer vorgegebenen Toleranz der Schraubhöhe. Eventuelle gröbere Fehler am Rand des Kanisters werden hierbei erkannt und der Kanister als Ausschuss behandelt. Der Ausgussstutzen ist durch die Führung in seiner Position genau bestimmt für den anschließenden Schweißvorgang und in der Führung sicher gehalten, um bei dem unter Druck ablaufenden thermoplastischen Verformungsvorgang des Schweißens keine Lageänderung zu vollziehen, die zu unterschiedlichen Schweißergebnissen führen würde.This is achieved according to the invention by a method for welding a closure device on the spout of a container by means of ultrasound, which is fixed in a first step, the spout of the container by screwing a guide with a negative internal thread on the positive thread of the spout. The screwing is done with adjusted torque and in a predetermined tolerance of the screw height. Any grosser errors at the edge of the canister are detected and the canister is treated as scrap. The spout is accurately held by the guide in position for the subsequent welding operation and held securely in the guide so as not to undergo a change in position in the pressurized thermoplastic deformation process of the welding which would lead to different welding results.

Auf den derart festgelegten Ausgussstutzen, in dem sich die zu verschweißende Verschlussvorrichtung befindet, wird nun im zweiten Schritt die Ultraschallverschweißvorrichtung unter definiertem Druck aufgebracht. Die Schweissvorrichtung und die Fixierung befinden sich in einer Achse, um eine definiert winklige Verschweissung zu gewährleisten. Der verwendete Anpressdruck, die Amplitude der Ultraschallwellen und die Zeit des Schweißvorgangs sind hierbei unter Berücksichtigung der zu verschweißenden Werkstücke und deren Materialeigenschaften vorab bestimmt. Zweckmäßigerweise erfolgt die Führung und der Andruck der Schweißvorrichtung mittel eines Pneumatikzylinders, der mit einem Wegemesssystem ausgestattet ist.The ultrasonic welding device is then applied under defined pressure in the second step in such a way on the pouring spout thus determined, in which the closure device to be welded is located. The welding device and the fixation are in one axis to ensure a defined angular welding. The applied contact pressure, the amplitude of the ultrasonic waves and the time of the welding process are determined in advance, taking into account the workpieces to be welded and their material properties. Appropriately, the guidance and the pressure of the welding device by means of a pneumatic cylinder, which is equipped with a Wegemesssystem.

Die Schweißvorrichtung wird hierbei auf den zu verschweißenden Ausgussstutzen abgesenkt, wobei die vertikale Bewegung durch das Wegemesssystem erfasst wird. Die Aktivierung der Schweißsonotrode erfolgt hierbei erst dann, wenn das Wegemesssystem anzeigt, dass die Sonotrode auf dem Ausgussstutzen aufsitzt, da kein vertikaler Weg mehr zurückgelegt wird. Um sicher zu stellen, dass auch der für den Schweißvorgang definierte Anpressdruck bereits erreicht ist, wird vom Zeitpunkt des Stillstands der Sonotrode an eine definierte Zeitspanne zugeschlagen, beispielsweise 2,5 Sekunden, um den Druck sicher aufzubauen. Erst dann wird die Schweißvorrichtung aktiviert.The welding device is hereby lowered onto the spout to be welded, wherein the vertical movement is detected by the Wegemesssystem. The activation of the welding sonotrode takes place in this case only when the distance measuring system indicates that the sonotrode sits on the spout, since no vertical path is covered. In order to ensure that the contact pressure defined for the welding operation has already been reached, the sonotrode is shut down from the time of standstill to a defined period of time, for example 2.5 seconds, in order to reliably build up the pressure. Only then is the welding device activated.

Zur Überprüfung des Schweißergebnisses wird mittels Wegemesssystems die beim Schweißvorgang durch die Sonotrode zurückgelegte Wegstrecke erfasst und hierbei ein Abgleich mit vorgegebenen Sollwerten durchgeführt. Es wird hierbei die Startposition der Sonotrode bzw. des Ultraschallverschweißers vor dem Schweißvorgang erfasst sowie die Endposition nach Ablauf der festgelegten Schweißzeit gemessen. Der Wegepunkt der Aktivierung der Schweißvorrichtung wird als Startpunkt auf Null gesetzt.In order to check the welding result, the path traveled by the sonotrode during the welding process is detected by means of the path measuring system and, in this case, an adjustment is carried out with predetermined desired values. In this case, the start position of the sonotrode or of the ultrasonic welder is detected before the welding process, and the end position is measured after the specified welding time has elapsed. The waypoint of activation of the welding device is set to zero as a starting point.

Ergebnis des Abgleiches ist im Regelfall, dass die Sonotrode beim Schweißvorgang eine Wegstrecke innerhalb einer definierten Ober- und Untergrenze zurückgelegt und somit einen Toleranzwert eingehalten hat, und die Schweißung innerhalb der vorgegebenen Parameter als gelungen und dicht angesehen werden kann. Bei einem angestrebten Schweißweg von beispielsweise 0,5 mm kann das zulässige Fenster des Schweißweges zwischen 0,3 mm und 0,7 mm liegen.As a rule, the result of the adjustment is that the sonotrode covered a distance within a defined upper and lower limit during the welding process and thus adhered to a tolerance value, and the weld can be regarded as successful and tight within the given parameters. For example, with a desired welding path of 0.5 mm, the permissible window of the welding path can be between 0.3 mm and 0.7 mm.

Nach dieser Überprüfung kann in einer zweckmäßigen Form des Verfahrens eine entsprechende Kennzeichnung des Behälters erfolgen, bei der die erfasste Wegstrecke des Schweißvorgangs verknüpft mit weiteren Informationen, beispielsweise dem Zeitpunkt des Schweißvorgangs und den vorgegebenen Schweißparametern auf den Behälter aufgedruckt werden. Hierdurch kann automatisiert und verlässlich festgehalten werden, dass der so gekennzeichnete Behälter nach Abschluss des Schweißverfahrens in korrekter Weise mit der Verschlussvorrichtung verschweißt wurde. So kann gewährleistet werden, dass die Behälter, die das Schweißverfahren und die anschließende Überprüfung positiv durchlaufen haben, ausgeliefert werden können. Evtl. später feststellbare Mängel an der Schweißnaht können somit mit Bestimmtheit nicht dem Schweißverfahren angelastet werden, sondern müssen beim späteren Transport oder Einsatz der Behälter entstanden sein.After this check, in an expedient form of the method, a corresponding marking of the container can take place, in which the detected distance of the welding operation, together with further information, for example the time of the welding operation and the predetermined welding parameters, are printed on the container. As a result, it can be recorded automatically and reliably that the container marked in this way was correctly welded to the closure device after completion of the welding process. This ensures that the containers that passed the welding process and the subsequent inspection can be delivered. Possibly. Defects which can be detected later on the weld can therefore not be attributed to the welding process with certainty, but must have arisen during the subsequent transport or use of the containers.

Im abschließenden Verfahrensschritt wird der Gewindering der Führung automatisch vom Ausgussstutzen des Behälters gelöst und der verschweißte Behälter weiter transportiert.In the final process step, the threaded ring of the guide is automatically released from the spout of the container and the welded container transported on.

Ein weiterer besonders vorteilhafter Aspekt des Verfahrens ist, dass es auch zum Verschweißen von Behältern verwendet werden kann, die mit explosionsgefährdeten Stoffen befüllt sind, also in explosionsgefährdeter Atmosphäre (ATEX) durchführbar ist. Ist beispielsweise ein mit einer Verschlussvorrichtung zu verschweißender Kanister mit Methanol befüllt, so ist zu berücksichtigen, dass die bei Raumtemperatur entstehenden Methanoldämpfe mit der Umgebungsluft ein explosionsfähiges Gemisch bilden. Es ist daher eine spezifische Zündtemperatur dieser Mischung bei der Auslegung des Verfahrens und der Verwendung der entsprechenden Betriebsmittel zu berücksichtigen.Another particularly advantageous aspect of the method is that it can also be used for welding containers that are filled with explosive substances, so in explosive atmosphere (ATEX) is feasible. If, for example, a canister to be welded with a closure device is filled with methanol, then it must be taken into account that the Room temperature resulting methanol vapors with the ambient air form an explosive mixture. It is therefore necessary to take into account a specific ignition temperature of that mixture when designing the method and using the appropriate equipment.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt demnach darin, dass es ohne aufwendigen konstruktiven Aufwand auch in einer geschlossenen explosionsgefährdeten Atmosphäre durchführbar ist. Hierfür sind lediglich die für den Ablauf des Verfahrens erforderlichen Aggregate und elektrischen Betriebsmittel entsprechend der vorliegenden Zone explosionsfähiger Atmosphäre zu wählen und in das Verfahren zu implementieren. Am Ende des Schweißverfahrens verlässt demnach ein verschweißtes und geprüftes Behältnis den geschlossenen Bereich.The advantage of the method according to the invention is therefore that it can be carried out without complex design effort even in a closed explosive atmosphere. For this purpose, only required for the course of the process units and electrical equipment corresponding to the present zone of explosive atmosphere to be selected and implemented in the process. At the end of the welding process, therefore, a welded and tested container leaves the closed area.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschweißen einer Verschlussvorrichtung auf dem Ausgussstutzen eines Behälters mittels Ultraschall wird hierbei durch eine vorteilhafte Vorrichtung umgesetzt, die zum einen aus der Vorrichtung zur Fixierung des Ausgussstutzens und zum anderen aus dem Ultraschallverschweißer gebildet wird.The inventive method for welding a closure device on the spout of a container by means of ultrasound is hereby implemented by an advantageous device, which is formed on the one hand from the device for fixing the spout and the other from the Ultraschallverschweißer.

Die Vorrichtung zum Fixieren des Ausgussstutzens umfasst zum einen eine Führung mit negativem Gewinde, welches korrespondierend zum positiven Gewinde des Ausgussstutzens ausgebildet ist. Dieses Gewinde wird automatisiert angetrieben von einem Motor, beispielsweise über ein Zahnradgetriebe. Zum Betrieb der Vorrichtung in einer explosionsgefährdeten Atmosphäre ist es zweckmäßig, als Antrieb einen druckluftbetriebenen Motor mit ATEX-Zulassung zu wählen, um eine Zündung des explosionsfähigen Luftgemischs sicher ausschließen zu können.The device for fixing the spout comprises on the one hand a guide with a negative thread, which is designed corresponding to the positive thread of the spout. This thread is automatically driven by a motor, for example via a gear transmission. For operation of the device in a potentially explosive atmosphere, it is expedient to select a drive with a compressed-air-operated engine with ATEX approval as the drive in order to be able to reliably exclude ignition of the explosive air mixture.

Zweckmäßigerweise ist die zuvor beschriebene Vorrichtung zum Fixieren des Ausgussstutzens auf einer Führungsachse geführt, auf der auch der Ultraschallverschweißer geführt wird. Dieser wird ebenfalls auf den Ausgussstutzen abgesenkt, wobei die Sonotrode in die Führung eingreift und den in dieser fixierten Ausgussstutzen mit der eingesetzten Verschlussvorrichtung verschweißt. Zweckmäßigerweise kommt auch hierbei ein Antrieb zum Einsatz, der als Betriebsmittel in explosionsgefährdeter Atmosphäre zugelassen ist, beispielsweise ein druckluftbetriebener Motor.Conveniently, the device described above for fixing the spout is guided on a guide axis, on which also the ultrasonic sealer is guided. This is also lowered to the spout, wherein the sonotrode engages in the guide and welded in this fixed spout with the inserted closure device. Conveniently, a drive is also used in this case, which is approved as equipment in potentially explosive atmospheres, such as a compressed air engine.

Desweiteren umfasst die Vorrichtung Messglieder und Auswertungs- und Steuerelektronik, um den Schweißvorgang definiert durchzuführen und das Ergebnis in Bezug auf den Schweißweg zu überprüfen. Auch diese Komponenten sind zweckmäßigerweise so auszulegen, dass sie in einer explosionsfähigen Atmosphäre einsetzbar sind.Furthermore, the device comprises measuring elements and evaluation and control electronics to perform the welding process defined and to check the result in relation to the welding path. These components are also expediently designed so that they can be used in an explosive atmosphere.

Schließlich kommt zur abschließenden Kennzeichnung des bearbeiteten Behälters ein Drucksystem, beispielsweise auf Basis der Tintenstrahltechnik, zum Einsatz, welches ebenfalls für einen Einsatz im Ex-Bereich konfiguriert werden kann. Somit ist sichergestellt, dass die gesamte Vorrichtung im Ex-Bereich gefahren werden kann und somit ein geschlossenes System verwirklichbar ist.Finally, for the final marking of the processed container, a printing system, for example based on inkjet technology, is used, which can likewise be configured for use in the Ex area. This ensures that the entire device can be driven in the Ex area and thus a closed system can be realized.

Nachfolgend ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand zweier schematischer Zeichnungen beschrieben.An apparatus for carrying out the method according to the invention is described below with reference to two schematic drawings.

Es zeigenShow it

1 eine Draufsicht auf die Führung 1 mit Antrieb 2; 1 a top view of the guide 1 with drive 2 ;

2 eine Seitenansicht eines Kanisters 8 mit auf diese abgesenkte Führung 1 und Ultraschallverschweißer 6 an einer gemeinsamen Führungsachse 10. 2 a side view of a canister 8th with lowered to this leadership 1 and ultrasonic sealer 6 on a common guide axis 10 ,

Die Figuren verdeutlichen lediglich schematisch den Ablauf des Verfahrens und die Anordnung der Betriebsmittel, wobei auf eine detaillerte Darstellung mit elektronischen Komponenten und einer Druckstation verzichtet wurde.The figures illustrate only schematically the course of the process and the arrangement of the resources, which has been dispensed with a detailed representation with electronic components and a printing station.

Die in 1 in einer Draufsicht dargestellte Führung 1 besteht aus einem negativen Gewinde 4 zum Ausgussstutzen 5 des Kanisters 8, welches mit einem dieses Gewinde 4 umschließende Zahnrad 3 verbunden ist. Dieses Zahnrad 3 steht im Eingriff mit einem motorisch angetriebenen zweiten Zahnrad 3, wobei der Vorgang des Auf- und Abschraubens mittels des in beide Richtungen betriebenen Motors 2 automatisch erfolgt.In the 1 shown in a plan view leadership 1 consists of a negative thread 4 to the spout 5 of the canister 8th which with this thread 4 enclosing cogwheel 3 connected is. This gear 3 is engaged with a motor-driven second gear 3 in which the process of screwing on and off by means of the motor operated in both directions 2 automatically done.

Beim Aufschrauben erfolgt die Drehbewegung des negativen Gewindes 4 bis zu einem definierten Drehmoment und einer definierten Drehtiefe, wodurch eine feste Verbindung mit dem Außengewinde des Ausgussstutzens 5 bestimmt ist. Durch die Öffnung des negativen Innengewindes 4 erfolgt von oben der Eingriff der Sonotrode 9 des Ultraschallverschweißers 6 auf den Ausgussstutzen 5 mit eingesetzter Verschlussvorrichtung 7.When screwing on, the rotational movement of the negative thread takes place 4 to a defined torque and a defined rotational depth, whereby a firm connection with the external thread of the spout 5 is determined. Through the opening of the negative internal thread 4 the sonotrode is engaged from above 9 of the ultrasonic welder 6 on the spout 5 with inserted closure device 7 ,

In 2 ist die Anordnung der Betriebsmittel zueinander gezeigt, wobei die Führung 1 wie auch der Ultraschallverschweißer 6 von oben auf den aufrecht stehenden befühlten Kanister 8 an einer gemeinsamen Führungsachse 10 abgesenkt werden. Die Sonotrode 9 wird hierbei mit geringer seitlicher Distanz in die Führung 1 eingeführt und mit definiertem Andruck auf die Verschlussvorrichtung aufgebracht. Nach Erreichen dieser Position, was durch ein Wegemesssystem am nicht dargestellten Pneumatikzylinder erfasst wird, wird der Schweißvorgang eingeleitet, nach definierter Zeit abgeschlossen und der Schweißweg am Pneumatikzylinder gemessen.In 2 the arrangement of the resources is shown to each other, the guide 1 as well as the ultrasonic welder 6 from the top of the upright touched canister 8th on a common guide axis 10 be lowered. The sonotrode 9 is here with a small lateral distance in the leadership 1 introduced and applied with defined pressure on the closure device. After reaching this position, which is detected by a Wegemesssystem the pneumatic cylinder, not shown, the welding process is initiated, completed after a defined time and the welding path measured on the pneumatic cylinder.

Claims (14)

Verfahren zum Verschweißen einer Verschluss- bzw. Entnahmevorrichtung (7) mit dem Ausgussstutzen (5) eines Behälters (8) mittels Ultraschall zumindest umfassend die Verfahrensschritte (a) Fixieren des Ausgussstutzens (5) eines Behälters (8) durch das automatisierte Aufschrauben einer Führung (1) mit negativem Innengewinde (4) auf das positive Gewinde des Ausgussstutzens (5), wobei die Führung (1) zum Führen einer Sonotrode (9) dient, (b) Heranführen einer Ultraschallverschweißvorrichtung (6) unter definiertem Druck auf die zu verschweißende Verschluss- bzw. Entnahmevorrichtung (7), die auf der umlaufenden Oberkante des Ausgussstutzens (5) positioniert ist, bei gleichzeitiger Erfassung der zurückgelegten Wegstrecke und somit des Abstoppens der Bewegung beim Aufsitzen auf der zu verschweißenden Verschluss- bzw. Entnahmevorrichtung (7) als Startposition des Schweißvorgangs, (c) Auslösen des Ultraschallschweißvorgangs definierter Dauer nach einem definierten Zeitintervall nach Aufsitzen der Sonotrode (9) auf der zu verschweißenden Verschluss- bzw. Entnahmevorrichtung (7) auf dem Ausgussstutzen (5) und abschließende Erfassung der zurückgelegten Schweißwegstrecke der Sonotrode (9) sowie (d) Abgleich der gemessenen Schweißwegstrecke mit einem vorgegebenen Sollwertbereich, Registrierung des erfolgten Schweißvorgangs und Ausgabe des verschweißten Behälters (8) nach automatischer Lösung der Führung (1) vom Ausgussstutzen (5).Method for welding a closure or removal device ( 7 ) with the spout ( 5 ) of a container ( 8th ) by means of ultrasound at least comprising the method steps (a) fixing the pouring spout ( 5 ) of a container ( 8th ) by the automated screwing on of a guide ( 1 ) with a negative internal thread ( 4 ) on the positive thread of the spout ( 5 ), whereby the leadership ( 1 ) for guiding a sonotrode ( 9 ) (b) bringing an ultrasonic welding device ( 6 ) under defined pressure on the closure or removal device to be welded ( 7 ), which on the circumferential upper edge of the spout ( 5 ) is positioned, with simultaneous detection of the distance traveled and thus the stopping of the movement when sitting on the closure or removal device to be welded ( 7 ) as starting position of the welding process, (c) triggering the ultrasonic welding process of defined duration after a defined time interval after seating the sonotrode ( 9 ) on the closure or removal device to be welded ( 7 ) on the spout ( 5 ) and final detection of the distance covered by the welding path of the sonotrode ( 9 ) as well as (d) adjustment of the measured welding distance with a predetermined setpoint range, registration of the completed welding process and output of the welded container ( 8th ) after automatic solution of the guidance ( 1 ) from the spout ( 5 ). Verfahren zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abschließende Registrierung des Schweißvorgangs zumindest in Form eines Kontrollaufdrucks auf dem verschweißten Behälter (8) erfolgt.Method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to claim 1, characterized in that the final registration of the welding operation at least in the form of a control overprint on the welded container ( 8th ) he follows. Verfahren zum Verschweißen eines Behälters mittels Ultraschall nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrollaufdruck auf dem Behälter (8) neben der Schweißwegstrecke zumindest auch Angaben in Bezug auf die Schweißparameter und den Zeitpunkt des Schweißvorgangs umfasst.A method for welding a container by means of ultrasound according to claim 1 or 2, characterized in that the control overprint on the container ( 8th ) includes, in addition to the welding path, at least information relating to the welding parameters and the time of welding. Verfahren zum Verschweißen eines Behälters mittels Ultraschall nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer explosionsgefährdeten Atmosphäre abläuft.A method for welding a container by means of ultrasound according to one of the preceding claims, characterized in that the method takes place in a potentially explosive atmosphere. Verfahren zum Verschweißen eines Behälters mittels Ultraschall nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Führung mit bereits drehendem Gewindering (4) auf den Ausgussstutzen (5) aufgesetzt wird, – wobei ein definiertes Drehmoment bei einer definierten Drehtiefe nach einem definierten Zeitintervall vorgegeben ist, – und für den Behälter (8) bei Ausbleiben der vorgegebenen Parameter nach Ablauf des Zeitintervalls automatisiert eine Fehlermeldung abgegeben wird.A method for welding a container by means of ultrasound according to one of the preceding claims, characterized in that - the guide with already rotating threaded ring ( 4 ) on the spout ( 5 ) is set, - wherein a defined torque at a defined rotation depth is given after a defined time interval, - and for the container ( 8th ) is automatically issued an error message when the default parameters after the expiration of the time interval. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch – eine Vorrichtung zur Fixierung des Ausgussstutzens (5) umfassend eine motorisch angetriebene Führung (1) mit einem negativen Gewindering (4) zur Verschraubung mit dem Ausgussstutzen (5), wobei die Führung (1) zum Führen einer Sonotrode (9) dient, – einen Ultraschallverschweißer (6), der eine Sonotrode (9) aufweist, die so dimensioniert ist, dass sie durch den Gewindering (4) auf die zu verschweißenden Teile (5, 7) aufbringbar ist, – elektronische Messglieder zur Bestimmung der Position der Sonotrode (9) vor und nach dem Schweißvorgang sowie – zumindest eine elektronische Auswertungseinheit zur Registrierung des Schweißvorgangs.Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to one of the preceding claims, characterized by - a device for fixing the spout ( 5 ) comprising a motor-driven guide ( 1 ) with a negative threaded ring ( 4 ) for screwing to the spout ( 5 ), whereby the leadership ( 1 ) for guiding a sonotrode ( 9 ), - an ultrasonic sealer ( 6 ), which is a sonotrode ( 9 ), which is dimensioned so that it passes through the threaded ring ( 4 ) on the parts to be welded ( 5 . 7 ), - electronic measuring elements for determining the position of the sonotrode ( 9 ) before and after the welding process and - at least one electronic evaluation unit for registering the welding process. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des motorischen Antriebs (2) über Zahnräder (3) auf das negative Gewinde (4) zur Fixierung des Ausgussstutzens (5) des Behälters (8) übertragen wird.Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to claim 6, characterized in that the torque of the motor drive ( 2 ) via gears ( 3 ) on the negative thread ( 4 ) for fixing the spout ( 5 ) of the container ( 8th ) is transmitted. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das negative Gewinde (4) zur Fixierung des Ausgussstutzens (5) des Behälters (8) in einem Zahnrad (3) mit Außenverzahnung angeordnet ist.Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to claim 7, characterized in that the negative thread ( 4 ) for fixing the spout ( 5 ) of the container ( 8th ) in a gear ( 3 ) is arranged with external teeth. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (2) der Vorrichtung derart ausgelegt sind, dass diese in einer explosiven Atmosphäre betrieben werden können.Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to one of claims 6 to 8, characterized in that the drives ( 2 ) of the device are designed such that they can be operated in an explosive atmosphere. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebe druckluftbetriebene Motoren eingesetzt werden. Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to one of claims 6 to 9, characterized in that are used as drives compressed air operated motors. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tintenstrahldrucker zur Bedruckung des verschweißten Behältnisses mit den für den Schweißvorgang relevanten Informationen vorgesehen ist. Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to one of claims 6 to 10, characterized in that an inkjet printer is provided for printing the welded container with the relevant information for the welding operation. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein für den Betrieb in einer explosionsgefährdeten Atmosphäre zugelassener Tintenstrahldrucker verwendet wird.Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to claim 11, characterized in that an approved for operation in a potentially explosive atmosphere ink jet printer is used. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Fixieren des Ausgussstutzens und der Ultraschallverschweißer auf einer Führungsachse verschiebbar angeordnet sind.Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to one of claims 6 to 12, characterized in that the device for fixing the spout and the Ultraschallverschweißer are arranged displaceably on a guide axis. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verschweißen eines Behälters (8) mittels Ultraschall nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass – der Ultraschallverschweißer (6) mittels eines Pneumatikzylinders bewegt und auf den Ausgussstutzen (5) aufgedrückt wird, – wobei ein Wegemesssystem am Pneumatikzylinder zur Messung der Wegstrecke und Bestimmung der jeweiligen Positionen der Sonotrode (9) angeordnet ist.Device for carrying out the method for welding a container ( 8th ) by means of ultrasound according to one of claims 6 to 13, characterized in that - the ultrasonic sealer ( 6 ) moved by means of a pneumatic cylinder and on the spout ( 5 ) is pressed, - wherein a Wegemesssystem the pneumatic cylinder for measuring the distance and determining the respective positions of the sonotrode ( 9 ) is arranged.
DE102008031379A 2008-07-04 2008-07-04 Method and apparatus for ultrasonic welding a closure device on the spout of a container Expired - Fee Related DE102008031379B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008031379A DE102008031379B4 (en) 2008-07-04 2008-07-04 Method and apparatus for ultrasonic welding a closure device on the spout of a container

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008031379A DE102008031379B4 (en) 2008-07-04 2008-07-04 Method and apparatus for ultrasonic welding a closure device on the spout of a container

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008031379A1 DE102008031379A1 (en) 2010-01-07
DE102008031379B4 true DE102008031379B4 (en) 2011-07-28

Family

ID=41396698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008031379A Expired - Fee Related DE102008031379B4 (en) 2008-07-04 2008-07-04 Method and apparatus for ultrasonic welding a closure device on the spout of a container

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008031379B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024050127A1 (en) * 2022-09-01 2024-03-07 Cepheid Faulty unit detection system and methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0074343A2 (en) * 1981-09-08 1983-03-16 Akerlund & Rausing Licens Aktiebolag Method and apparatus for manufacturing a container having an inner end closure
US5566529A (en) * 1994-02-22 1996-10-22 Sireix; Georges Process for manufacturing a tubular package, and package obtained by the implementation of the process

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4206584C2 (en) 1992-03-03 1994-03-10 Fraunhofer Ges Forschung Device and method for connecting two components by means of ultrasound
US5170929A (en) 1992-05-29 1992-12-15 International Business Machines Corporation Ultrasonic adhesion/dehesion monitoring apparatus with acoustic transducer means
ES2118244T3 (en) 1992-07-31 1998-09-16 Fraunhofer Ges Forschung PROCEDURE FOR THE EVALUATION OF WELDING PROCESSES.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0074343A2 (en) * 1981-09-08 1983-03-16 Akerlund & Rausing Licens Aktiebolag Method and apparatus for manufacturing a container having an inner end closure
US5566529A (en) * 1994-02-22 1996-10-22 Sireix; Georges Process for manufacturing a tubular package, and package obtained by the implementation of the process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024050127A1 (en) * 2022-09-01 2024-03-07 Cepheid Faulty unit detection system and methods

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008031379A1 (en) 2010-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2269760A1 (en) Method and welding device for analysing the welding electric current for container clamp welding
DE69822042T2 (en) Method and device for sealing a web and for producing a packaging container
DE102008031379B4 (en) Method and apparatus for ultrasonic welding a closure device on the spout of a container
DE102011006506B4 (en) Ultrasonic heat sealing with seal pressure control
DE2932726C2 (en) Method and device for welding a valve bag
DE1427329A1 (en) Process to achieve an ultrasonic weld joint
DE2434823C3 (en) Method and arrangement for testing heat-sealed seams on containers with plastic lining
EP0014946B1 (en) Method for the adhesive bonding of paper and/or cardboard parts
DE2228573A1 (en) Method and device for sealing containers or packages
EP2673130B1 (en) Method for producing a transverse sealing seam and transverse sealing device
DE3342619C2 (en) Process and machine for ultrasonic welding of thermoplastic plastic parts
WO2011092168A1 (en) Laser welding device for laser welding flat materials
DE102004046972A1 (en) Method and device for moving a welding jaw
EP1867462A2 (en) Distance welding
DE3104968C2 (en)
DE102019005742A1 (en) Thermoplastic pipe, manufacture and tool
DE102009042983B4 (en) ultrasonic sonotrode
EP3835035A1 (en) Method for joining workpieces and assembled article
DE10323600A1 (en) Flexible bag for beverages and the like and method of making the same
DE19501370C2 (en) Device for the production of bags with a contour
WO2008089947A1 (en) Method and apparatus for testing the tightness of a full tube in a tube filling machine
DE3416659A1 (en) Method and device for non-destructive measurement of the layer thickness of metal/plastic composite films welded or sealed to one another
CH657209A5 (en) Test apparatus for plastic containers
CH628564A5 (en) Method for applying a predetermined breaking point in the form of a groove which weakens the cross-section to a sealing diaphragm intended for use in a can
EP0046150A1 (en) Method and device for closing a valve bag

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: SCHMITT, ROBERT, 55435 GAU-ALGESHEIM, DE

Inventor name: SCHMITT, WOLFGANG, 55435 GAU-ALGESHEIM, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20111029

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee