DE102010021703A1

DE102010021703A1 - Verpackungseinheit

Info

Publication number: DE102010021703A1
Application number: DE102010021703A
Authority: DE
Inventors: Robert Neumann; Ulrich Schlotzhauer
Original assignee: EUROSONIC NEUMANN GmbH
Current assignee: EUROSONIC NEUMANN GmbH
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-01

Abstract

Eine sack- oder schlauchförmige Verpackungseinheit (2), insbesondere für die Aufnahme eines Schüttgutes, weist eine sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung (HR) erstreckende Schweißnaht (6), die wenigstens zwei miteinander verschweißbare Lagen verbindet und einen Verbindungsbereich (16) mit einer Mehrzahl von Verbindungsverformungen (18) auf, die schräg zur Haupterstreckungsrichtung (HR) ausgebildet sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Schweißnaht (6) zusätzlich einen Abdichtbereich (12) aufweist, der eine sich in Haupterstreckungsrichtung (HR) durchgehend erstreckende Nut (14) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine sack- oder schlauchförmige Verpackungseinheit, insbesondere für die Aufnahme eines Schüttgutes, wie Säcke oder Schläuche mit oder ohne Seitenfalte, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Verpackungseinheit weist eine sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung erstreckende Schweißnaht auf, die wenigstens zwei miteinander auf thermoplastischer Basis verschweißbare Lagen eines Verpackungsmaterials verbindet. Die wenigstens zwei Lagen sind hierzu selbst aus einem thermoplastische verschweißbaren Material gebildet oder weisen eine entsprechende Beschichtung oder Inliner auf. Die Schweißnaht bildet dabei einen Verbindungsbereich zur dauerhaften Verbindung der betreffenden Lagen, der eine Mehrzahl von Verbindungsverformungen aufweist, die schräg zur Haupterstreckungsrichtung ausgebildet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Ultraschall-Schweißvorrichtung zur Herstellung der Schweißnaht einer solchen Verpackungseinheit.
Aus EP 1 356 917 ist eine Verpackungseinheit bekannt, bei der zur dauerhaften Verbindung zweier Lagen eine durch eine Ultraschall-Schweißvorrichtung hergestellte Schweißnaht vorgesehen ist. Die Ultraschal-Schweißvorrichtung weist hierzu an einer Sonotrode oder einem mit dieser zusammen wirkenden Amboss eine konturierte Wirkfläche auf. Die Konturierung ist dabei durch eine Vielzahl von Nuten gebildet die schräg zu einer Haupterstreckungsrichtung der Wirkfläche beziehungsweise der Schweißnaht ausgebildet sind.
Durch die Herstellung der Schweißnaht mittels Ultraschallschweißung ist hierbei keine längere Auskühlzeit erforderlich, so dass die Verpackungseinheit unmittelbar nach Herstellung der Schweißnaht zum Befüllen bereit steht. Durch die schräge Anordnung der Konturierungen wird dabei eine relativ hohe Stabilität der Schweißnaht gegenüber mechanischer Beanspruchung erzielt.
Nachteilig an der bekannten Verpackungseinheit ist jedoch, dass die auf diese Weise hergestellte Schweißnaht für viele Schüttgüter keine ausreichende Dichtigkeit aufweist. Vor allem Schweißnähte, die sich über wechselnde Lagenzahlen des Verpackungsmaterials erstrecken weisen häufig Undichtigkeiten auf. Hierdurch besteht insbesondere die Gefahr, dass bei in derartigen Verpackungen im Freien gelagerten Materialien, wie beispielsweise Baustoffen, über die Schweißnähte Feuchtigkeit eintritt, die das Material wenigstens teilweise unbrauchbar macht.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Verpackungseinheit die genannten Nachteile zu vermeiden und eine ausreichende Dichtigkeit zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch eine Verpackungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei weist die Schweißnaht zusätzlich einen Abdichtbereich auf, der eine sich in Haupterstreckungsrichtung durchgehend erstreckende Nut aufweist. Hierdurch ist zusätzlich zu dem Verbindungsbereich, der insbesondere die Stabilität der Schweißnaht gegenüber mechanischen Beanspruchungen gewährleistet, durch den Abdichtbereich ein zusätzlicher eine Bereich vorgesehen, der für sich genommen zwar keine sonderlich stabile Verbindung der verschweißten Lagen erzeugt, dafür aber eine sehr hohe Dichtigkeit der Verbindung gewährleistet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Nut dabei ein konkaves Profil auf. Hierdurch weist der Abdichtbereich eine relativ kompakte Form auf, mittels der auch an den Übergängen zwischen unterschiedlichen Lagezahlen des Verpackungsmaterials eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet werden kann.
Dabei ist es günstig, wenn der Abdichtbereich beabstandet zum Verbindungsbereich angeordnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass mechanische Beanspruchungen der Schweißnaht, wie beispielsweise durch Zug- oder Scherkräfte, nahezu ausschließlich von dem Verbindungsbereich aufgenommen werden, während der Abdichtbereich weitestgehend unbelastet bleibt.
Zudem ist es günstig, wenn die Verbindungsverformungen des Verbindungsbereichs durch karoförmig angeordnete Nuten oder Erhebungen gebildet sind, wodurch eine besonders stabile Verbindung zwischen den betreffenden Lagen erzielt werden kann.
Ferner wird die genannte Aufgabe durch eine Ultraschall-Schweißvorrichtung zur Herstellung einer Schweißnaht an einer sack- oder schlauchförmigen Verpackungseinheit in einer der genannten Ausführungsformen gelöst. Hierzu ist an der Ultraschall-Schweißvorrichtung eine ebene Sonotrode, die eine sich entlang einer Längsrichtung erstreckende sonotrodenseitige Arbeitsfläche aufweist, und ein Gegenlager vorgesehen, das eine parallel zur sonotrodenseitigen Arbeitsfläche gehaltene gegenlagerseitige Arbeitsfläche aufweist. Eine der Arbeitsflächen weist dabei eine Verbindungszone, die sich in Längsrichtung erstreckt und eine Mehrzahl von Konturierungen ausbildet, die schräg zur Längsrichtung ausgebildet sind, auf, wobei als Konturierung im Sinne der vorliegenden Erfindung jede sich quer zu der Arbeitsfläche erstreckende Erhebung beziehungsweise Vertiefung verstanden wird. Zudem weist diese Arbeitsfläche eine parallel zur Verbindungszone angeordnete Abdichtzone auf, die eine sich in Längsrichtung durchgehend erstreckende Erhebung mit konvexem Profil aufweist. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und schnelle Herstellung der Schweißnaht möglich, bei der der Verbindungsbereich und der Abdichtbereich relativ zu einander exakt festgelegt sind.
Vorteilhafterweise weist die Erhebung ein kreissegmentförmiges Profil auf, wodurch auch in Bereichen, in denen ein Wechsel der Lagenzahl des zu beaufschlagenden Verpackungsmaterials, beispielsweise von zwei auf vier Lagen oder umgekehrt, eine durch gehend dichte Verbindung der betreffenden Lagen erzielt werden kann.
Ferner ist es günstig, wenn die Abdichtzone beabstandet zur Verbindungszone angeordnet ist. Hierdurch kann einerseits bei der Herstellung der Schweißnaht die Gefahr einer wechselseitigen Störung bei der plastischen Verformung in den beiden Bereichen weitestgehend ausgeschlossen werden. Zudem kann hierdurch an der fertig hergestellten Schweißnaht die mechanische Beanspruchungen, beispielsweise durch Zug- oder Scherkräfte, nahezu ausschließlich von dem Verbindungsbereich aufgenommen werden, während der Abdichtbereich weitestgehend unbelastet bleibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Konturierungen der Verbindungszone durch karoförmig angeordnete Nuten oder Erhebungen gebildet, um eine besonders stabile Verbindung der miteinander zu verschweißenden Lagen des Verpackungsmaterials gewährleisten zu können.
In den Figuren ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungseinheit mit Schweißnaht,
2 einen Querschnitt durch eine als Folienschlauch ausgebildete Verpackungseinheit,
3 einen Querschnitt durch eine als zweilagigen Papiersack mit Folieninliner ausgebildete Verpackungseinheit,
4 eine Ansicht einer Ultraschall-Schweißvorrichtung zur Herstellung der Schweißnaht gemäß 1,
5 eine Seitenansicht der Ultraschall-Schweißvorrichtung in Richtung V aus 4,
6 eine Draufsicht auf eine gegenlagerseitige Arbeitsfläche eines Gegenlagers der Ultraschall-Schweißvorrichtung in Richtung VI aus 4,
1 zeigt eine Verpackungseinheit 2, die aus einem schlauchförmigen Verpackungsmaterial 4 gebildet ist, wie beispielsweise ein Folienmaterial oder ein Verbundmaterial, wie beispielsweise ein Papiermaterial mit Folieninliner.
Die Verpackungseinheit 2 weist dabei an einem unteren End eine sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung HR erstreckende Schweißnaht 6 auf, die durch Ultraschallschweißung hergestellt ist. Die Schweißnaht 6 erstreckt sich hierbei auch über drei mehrlagige Bereiche 8, in denen durch Faltung oder Überlappung mehr als zwei Lagen des Verpackungsmaterials übereinander liegen.
2 zeigt einen Querschnitt des Verpackungsmaterials 4 zur Herstellung der Verpackungseinheit 2 aus einem schweißfähigen Folienmaterial, das beispielsweise von einer Rolle (nicht dargestellt) beutelförmig abgerollt wird und dabei die drei mehrlagigen Bereiche 8 ausbildet, die bei der Bearbeitung unterschiedliche Materialstärken erzeugen. Alternativ hierzu kann das Verpackungsmaterial 4 beispielsweise auch durch ein beschichtetes ein Verbundmaterial oder, wie in 3 dargestellt, durch ein mit einem Inliner I versehenes Papiermaterial P gebildet sein, wobei auch eine unterschiedliche Zahl von mehrlagigen Bereichen 8 möglich ist.
Wie aus 1 ferner zu entnehmen ist, weist die Schweißnaht 2 auf einer durch die Verpackungseinheit 2 gebildeten Aufnahmekammer 10 zugewandten Seite einen Abdichtbereich 12 auf, der im Wesentlichen durch eine sich in Haupterstreckungsrichtung HR durchgehend erstreckende Nut 14 gebildet ist, die ein konkaves Profil aufweist.
Auf einer von der Aufnahmekammer 10 abgewandten Seite weist die Schweißnaht 2 zudem einen Verbindungsbereich 16 auf, der in geringem Abstand zum Abdichtbereich 12 an dem Verpackungsmaterial 4 eingeformt ist. Der Verbindungsbereich 16 weist dabei Verbindungsverformungen 18 auf, die an einer oberen Seite 20 durch Erhebungen und an einer davon abgewandten unteren Seite 22 durch Nuten gebildet sind oder umgekehrt. Die Verbindungsverformungen sind dabei schräg zur Haupterstreckungsrichtung HR und vorzugsweise karoförmig angeordnet.
Die Aufnahmekammer 10 kann in dem dargestellten Zustand der Verpackungseinheit 2 beispielsweise durch ein Schüttgut befüllt werden und anschließend, beispielsweise wiederum durch Ultraschallschweißung mit einer zweiten Schweißnaht 6 versehen werden, um die befüllte Aufnahmekammer 10 dicht zu verschließen (nicht dargestellt).
4 zeigt eine Ultraschall-Schweißvorrichtung 24 mit einer durch einen Konvertert 26 und einen Booster 28 antreibbaren ebenen Sonotrode 30, die eine sich entlang einer Längsrichtung LR erstreckende sonotrodenseitige Arbeitsfläche 32 aufweist. Ferner weist die Ultraschall-Schweißvorrichtung 24 ein Gegenlager 34 auf, das eine parallel zur sonotrodenseitigen Arbeitsfläche 32 gehaltene gegenlagerseitige Arbeitsfläche 36 bildet. Beide Arbeitsflächen 32, 36 bilden einen Arbeitsspalt 38, durch den das beispielsweise schlauchförmiges Verpackungsmaterial 4, beispielsweise entsprechend den Querschnitten in 2 oder 3 hindurchgeführt werden kann, um daran die Schweißnaht 6 auszuführen.
Wie insbesondere aus 5 zu entnehmen ist, ist an der gegenlagerseitigen Arbeitsfläche 36 zur Herstellung der Schweißnaht 6 eine AbAbdichtzone 40 zur Ausbildung des Abdichtbereiches 12 und eine Verbindungszone 42 zur Ausbildung des Verbindungsbereiches 16 ausgeformt. Die AbAbdichtzone 40 ist dabei im Wesentlichen durch eine in Längsrichtung R sich durchgehend erstreckende Erhebung 44 gebildet, die an ihrem freien Ende ein kreissegmentförmiges Profil aufweist und mit einem gewissen Abstand zur Verbindungszone 42 angeordnet ist.
Wie insbesondere aus 6 zu entnehmen ist, weist die Verbindungszone 42 Konturierungen 46 auf, die durch Nuten oder Erhebungen gebildet sind. Die Konturierungen 46 sind dabei schräg zur Längsrichtung LR karoförmig angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1356917 [0002]

Claims

Sack- oder schlauchförmige Verpackungseinheit (2), insbesondere für die Aufnahme eines Schüttgutes, mit einer sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung (HR) erstreckenden Schweißnaht (6), die wenigstens zwei miteinander verschweißbare Lagen verbindet und einen Verbindungsbereich (16) mit einer Mehrzahl von Verbindungsverformungen (18) aufweist, die schräg zur Haupterstreckungsrichtung (HR) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (6) zusätzlich einen Abdichtbereich (12) aufweist, der eine sich in Haupterstreckungsrichtung (HR) durchgehend erstreckende Nut (14) aufweist.
Verpackungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) ein konkaves Profil aufweist.
Verpackungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdichtbereich (12) beabstandet zum Verbindungsbereich (16) angeordnet ist.
Verpackungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsverformungen (18) des Verbindungsbereichs (16) durch karoförmig angeordnete Nuten oder Erhebungen gebildet sind.
Ultraschall-Schweißvorrichtung (24) zur Herstellung einer Schweißnaht (6) an einer sack- oder schlauchförmigen Verpackungseinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer ebenen Sonotrode (30), die eine sich entlang einer Längsrichtung (LR) erstreckende sonotrodenseitige Arbeitsfläche (32) aufweist, und einem Gegenlager (34), das eine parallel zur sonotrodenseitigen Arbeitsfläche (32) gehaltene gegenlagerseitige Arbeitsfläche (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Arbeitsflächen (32; 36) eine Verbindungszone (42), die sich in Längsrichtung (LR) erstreckt und eine Mehrzahl von Konturierungen (46) aufweist, die schräg zur Längsrichtung (LR) ausgebildet sind, sowie eine parallel zur Verbindungszone (42) angeordnete Abdichtzone (40) aufweist, die eine sich in Längsrichtung (LR) durchgehend erstreckende Erhebung (44) mit konvexem Profil aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (44) ein kreissegmentförmiges Profil aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtzone (40) beabstandet zur Verbindungszone (42) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturierungen (46) der Verbindungszone (42) durch karoförmig angeordnete Nuten oder Erhebungen gebildet sind.