DE1629192C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von zumindest teilweise thermoplastischen Materialien mittels einer Ultraschallsonotrode - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von zumindest teilweise thermoplastischen Materialien zwischen einer gekühlten Ultraschallsonotrode und einem Amboß.

Verfahren und Anordnungen zum Verbinden von Material mit Hilfe von Ultraschall — obwohl ganz allgemein anwendbar — sind besonders zum Verbinden von thermoplastischem Material geeignet. Dabei wird meist ein elektromechanischer Wandler verwendet, mit dessen Hilfe eine mechanische Schwingung erzeugt und auf ein schwingungsfähiges System übertragen wird. Die Resonanzfrequenz liegt gewöhnlich außerhalb des hörbaren Bereichs, beispielsweise zwischen 20 000 und einigen hunderttausend Hertz oder gar höher. Der Wandler wird mit Wechselstrom gespeist und erzeugt Longitudinalschwingungen. Ein Teil der Schwingungsenergie wird dabei an Grenzflächen reflektiert, so daß stehende Wellen mit einem Knoten oder mehreren Knoten im Abstand von einer halben Wellenlänge und dazwischen im Absland einer Viertelwellenlänge von den Knoten Bereiche maximaler Schwingungsbewegung, sogenannte Schwingungsbäuche, entstehen. Um nun Energieverluste durch Absorption zu vermindern, wird der trichterförmige, schwingende und von dem Wandler erregle Teil an derjenigen Stelle gehaltert, wo gerade ein Schwingungsknoten liegt. Die Länge des schwingungsfähigen Teiles von diesem Knoten bis zu dem freien Ende ist so gewählt, daß an diesem freien Ende gerade ein Schwingungsbauch mit maximaler Schwingungsamplitude zu liegen kommt.

Verfahren und Apparate der vorbeschriebenen Art waren bisher mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Beispielsweise soll die Frequenz der den Wandler speisenden Wechselspannung so genau wie möglich der Resonanzfrequenz des Schwingungssystems entsprechen, wenn man einen maximalen Wirkungsgrad anstrebt. Änderungen in der Resonanzfrequenz sollen daher so gering wie möglich sein. Die Resonanzfrequenz eines bestimmten Schwingungssystems aus bestimmten

ίο Material ändert sich jedoch abhängig von der Temperatur, die wiederum von der Belastung des Schwingers abhängt. Bei der Herstellung relativ langer Nähte an thermoplastischem Material war beispielsweise bei den bisher bekannten Schwingungssystemen häufig ein erheblicher Temperaturanstieg während des Schweißvorganges zu verzeichnen, und zwar infolge von Wärmeleitung als auch wegen innerer Verluste. Die Temperaturerhöhung hatte eine Veränderung der Längenausdehnung des Schwingungssystems zur Folge und verändcnc somit die Resonanzfrequenz, die nicht mehr mit der Frequenz des Speisestromes übereinstimmte. Darüber hinaus hat die Verlängerung des Schwingers eine Verminderung des Arbeitsluftspaltes und eine entsprechende Erhöhung des Preßdruckes beim Schweißen zur Folge. Dadurch ergab sich eine ungleichförmige Schweißnaht. Außerdem war eine höhere Eingangsleistung erforderlich. Besondere Schwierigkeiten ergaben sich bisher beim Verschweißen von Packungen und anderen gefüllten Behältern aus thermoplastischem Material, insbesondere dann, wenn eine gute Schweißnaht mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden sollte.

Es ist ein Ultraschallschwinger bekannt (GB-PS 952 042), der im Betrieb von einer Kühlflüssigkeit durchflossen wird. Mit dieser Vorrichtung ist eine hinreichende Tcmpcralurkonstanz des Schwingers aber nur dann zu erreichen, wenn der Schwinger durch Verbindung mit der ihn versorgenden Energiequelle ständig in Schwingung gehalten wird und ständig von Kühlflüssigkeit durchflossen ist. Beim Abschalten des Schwingers von seiner Energiequelle wird aber das eingestellte Temperaturgleichgcwicht gestört und damit die Resonanzfrequenz geändert. Mit einem derartigen Ultraschallschwinger kann nur einwandfrei gearbeitet werden, wenn der Schwinger ständig oszilliert. Dies ist mit einem unerwünscht hohen Energieverbrauch verbunden und bedingt einen unnötigen Verschleiß des Schwingers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur des Ultraschallschwingers möglichst konstant zu halten und dabei Verschleißerscheinungen am Schwinger zu vermeiden und Schallenergie zu sparen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ultraschallschwinger nur während seiner Einschaltzeiten gekühlt, während seiner Ausschaltzeiten hingegen erwärmt wird.

Durch die Erfindung werden Temperaturänderungen des Schwingungssystems und damit Änderungen der natürlichen Resonanzfrequenz auf einem Minimum gehalten.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, extrem gleichförmige Schweißnähte zwischen den zu verbindenden Materialien herzustellen.

Weiterhin soll durch die Erfindung das Herstellen von Schweißverbindungen an thermoplastischen Pakkungen oder anderen gefüllten Behältern mit Hilfe von Ultraschall erleichtert werden.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird die Wärmezufuhr zu dem

Schwingsystem beendet, wenn der eigentliche Schweißvorgang beginnt. Während dieses Schweißvorganges wird das Schwingsystem gekühlt, um seine Temperatur so konstant zu halten. Auf diese Weise läßt sich der die Resonanzfrequenz des Schwingers verändernde Temperatureinfluß auf ein Minimum beschränken.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die zu verbindenden Materialstücke vor dem Schweißvorgang auf eine höhere Temperatur gebracht werden. Eine solche Vorbehandlung ist vor allem dann sehr wirkungsvoll, wenn es sich um das Verschließen von Flachpackungen oder anderen gefüllten Behältern handelt, aber auch immer dann, wenn die Schweißnaht mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden soll.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Maschine zum Verbinden von Material mit Hilfe von Ultraschall, wobei Teile im Schnitt dargestellt und andere Teile herausgebrochen sind;

F i g. 2 zeigt die in F i g. 1 dargestellte Maschine von der rechten Seite, wobei wiederum verschiedene Teile im Schnitt gezeichnet und andere Teile weggelassen sind;

F i g. 3 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Maschine, und zwar entlang der Linien 3-3 in F i g. 1;

F i g. 4 stellt wiederum eine Seitenansicht eines Teiles der Maschine nach F i g. 1 dar, wobei einige Teile herausgebrochen sind;

F i g. 5 zeigt schematisch den Stromkreis zur Steuerung der Arbeitsweise der Maschine;

F i g. 6 zeigt wiederum eine Seitenansicht der Maschine, ähnlich wie F i g. 1, jedoch in einer anderen Ausführungsform.

In den F i g. 1 und 2 ist eine Maschine zum Verbinden von thermoplastischem Material mit Hilfe von Ultraschall dargestellt, wobei das Ultraschallwerkzeug ganz allgemein mit 10 bezeichnet ist. Dieses Werkzeug 10 besteht aus einem Stößel 11 und einem Amboß 12, die auf einer gemeinsamen Achse übereinander angeordnet sind und zwischen denen ein Spalt liegt. Der Stößel 11 ist das Ende einer trichterförmigen Sonotrode mit vertikal verlaufender Symmetrieachse, die Longitudinalschwingungen ausführen kann. Die Sonotrode weist oben eine im wesentlichen ebene horizontale Oberfläche 14 auf.

Die Begrenzungslinien des Stößels 11 in dem Ausführungsbeispiel verlaufen vorzugsweise nach einer Exponentialfunktion.

Das obere Ende des Stößels 11 erstreckt sich durch eine Öffnung 16 in einem horizontal verlaufenden Tisch 17, der das zu verbindende Material tragen kann. Die Fläche 14 fluchtet mit der Oberfläche des Tisches.

An das breite untere Ende der Sonotrode ist ein elektromechanischer Wandler 20 befestigt. Obwohl auch magnetostriktive Wandler mit Erfolg verwendet werden können, handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen piezoelektrischen Wandler.

Die Temperatur des Stößels wird durch ein Gebläse 40 beeinflußt. Dieses ist mit einer Klammer 41 (F i g. 2) an einem Pfeiler 43 befestigt Dieser Pfeiler ist auf dem Maschinenrahmen, und zwar in einem gewissen Abstand von dem Stößel 11 befestigt. Das Gebläse besitzt einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Luftkanal 45, der eines der das Schwingungssystem umschließenden Seitenbleche 39 durchsetzt und zwischen einem Träger 22 und dem Tisch 17 in unmittelbarer Nähe der Sonotrode in einer kreisförmigen Öffnung endet. Dasjenige Seitenblech 39, das dem Seitenblech mit dem Luftkanal 45 gegenüberliegt, weist zahlreiche Öffnungen 48 auf, durch die die Gebläseluft abströmen kann. In dem Luftkanal 45 ist ein Heizelement 50 angeordnet, mit dessen Hilfe die zirkulierende Luft während des zyklischen Arbeitsverfahrens an bestimmten Zeitpunkten erwärmt werden kann.

Das Heizelement 50 wird mit Hilfe einer in F i g. 5 schematisch dargestellten elektrischen Anordnung gesteuert. Ein Ende des Elementes 50 ist über einen Leiter 51 an den Abgriff 52 eines veränderbaren Widerstandes 53 angeschlossen. Dieser ist wiederum über einen Leiter 54 an eine Wechselspannungsquelle 55 angeschlossen. Die zweite Phase ist über einen Leiter 57, einen gewöhnlich geschlossenen Schalter 60 und einen Leiter 61 mit der anderen Klemme des Heizelementes 50 verbunden.

Der Schalter 60 befindet sich in einem Fußschalter 62 und wird immer geöffnet und unterbricht damit den Stromkreis des Elementes 50, wenn das Betätigungselement des Schalters nach unten gedrückt wird.

Der Fußschalter 62 dient auch dazu, die dem Schwingungssystem über den Wandler 20 zugeführte Energie mit Hilfe eines normalerweise geöffneten Schalters 65 ein- und auszuschalten. Ein Anschluß dieses Schalters 65 ist über ein Leitungsstück mit der Leitung 57 verbunden, die zur Wechselspannungsquelle 55 führt, während die andere Klemme des Schalters über einen Leiter 67 zu einer Eingangsklemme einer Steueranordnung 70 führt. Die andere Eingangsklemme dieser Anordnung ist über einen Leiter 72 und den Leiter 54 mit der anderen Phase der Quelle 55 verbunden. Die Anordnung arbeitet derart, daß beim Herabdrücken des Auslöseelementes des Fußtasters 62 der Schalter 60 öffnet und dabei das Heizelement von der Quelle trennt, während der Schalter 65 gleichzeitig geschlossen und der Steueranordnung 70 ein Signal von der Quelle 55 zugeführt wird.

Dieses von der Steuereinheit 70 empfangene Signal wird mit Hilfe eines Verstärkers 74 verstärkt. Das verstärkte Signal wird wiederum der Steueranordnung 70 zugeführt und erscheint schließlich als Ausgangssignal und wird dem Wandler 20 über zwei Leiter 76 und 77 zugeführt.

Der Leiter 76 führt von der Steuereinheit 70 zu einer Klemme 80. Diese Klemme 80 ist, wie vor allem F i g. 4 zeigt, mit einer kreisförmigen Messingplatte 81 leitend verbunden. Diese Platte befindet sich in einem gewissen Abstand von der unteren Oberfläche des Wandlers 20 und wird von einem dielektrischen Rahmen 83 getragen, der über elektrisch leitende Bolzen 84 an einer kreisringförmigen Platte 23 befestigt ist. Zwischen der Platte 81 und der einen Fläche des elektromechanischen Wandlers 20 befindet sich ein Drahtgewebe 85, das diese beiden Stücke elektrisch miteinander verbindet.

Der Ausgangsleiter 77 (F i g. 5) erstreckt sich von der Steueranordnung 70 zu einer Klemme 87, die in dem dielektrischen Glied 53 unmittelbar über der Klemme 80 befestigt ist. Diese Klemme 87 ist über einen Leiter 88 mit einem der Bolzen 84 befestigt, die sich von der Platte 83 herab erstrecken. Dadurch entsteht ein elektrisch leitender Kreis, der von der Klemme 87, dem Leiter 88, den Bolzen 84, der Platte 23 und den Stellschrauben 24 zu der Sonotrode führt.

Der Amboß 12 ist an dem Pfeiler 43 verschiebbar mit Hilfe einer Klemmeinrichtung 90 befestigt. Die Anordnung enthält einen seitlich herausragenden Arm 91, der an dem Pfeiler 43 mit Hilfe eines Arretierarmes 93 fest-

stellbar ist. Wenn man die Arretierung mit Hilfe dieses Armes 90 löst, so kann der Arm 91 und damit zugleich auch der Amboß 12 auf- oder abwärts verschoben werden. Die ganze Anordnung wird von einer Haube 94 überdeckt, die mit dem Arm 91 fest verbunden ist.

An einer Seite des von dem Pfeiler 43 ausladenden Armes ist ein Lager (in F i g. 1 und 2 nicht dargestellt) befestigt, in dem eine Zahnstange 95 geführt wird. Diese Zahnstange arbeitet zusammen mit einem Zahnrad, das über ein gerändeltes Rad 97 von Hand aus drehbar ist. Damit kann die Zahnstange 95 relativ zu dem Arm 91 in vertikaler Richtung verschoben werden. Während des Schweißvorganges wird eine Veränderung der Position in dieser Richtung durch zwei Klemmschrauben

98 verhindert, durch die die Zahnstange relativ zu dem Arm 91 festgestellt wird. Am oberen Ende der Zahnstange ist eine horizontale Platte 99 befestigt, die einen abwärts ragenden, verstellbaren Anschlag 100 trägt. Bei einer Abwärtsbewegung der Zahnstange 95 relativ zu dem Arm 91 stößt dieser Anschlag auf den Arm 91 und begrenzt somit die Abwärtsbewegung der Zahnstange 95 relativ zu dem Arm. Die Stange steht unter einer Vorspannung, die von einer Spiralfeder 101 erzeugt wird und die Zahnstange nach unten zu ziehen versucht. Das untere Ende dieser Spiralfeder ist an der oberen horizontalen Fläche des Armes 91 und das obere Ende der Feder an der unteren Oberfläche der Platte

99 befestigt. Wenn man die Stellschrauben 98 löst, dann wird die Zahnstange unter der Wirkung der Feder 101 aus der obersten, in der Figur dargestellten Stellung so lange nach unten gezogen, bis der Anschlag 100 den Arm 91 berührt.

Die Zahnstange 95 trägt eine im wesentlichen U-förmige Gabel 102. Die Arme 103 und 104 dieser Gabel 102 erstrecken sich horizontal über dem Stößel 11 und weisen übereinanderliegende Bohrungen 105 und 106 auf. In diesen Bohrungen ist eine vertikal verschiebbare Stange 108 gelagert, an derem unteren Ende der Stößel 12 befestigt ist. Zwischen den Armen 103 und 104 ist mit Hilfe einer Muffe 110 das untere Ende einer relativ starren Feder 112 an der Stange 108 befestigt. Die Spiralfeder 112 umschließt die Stange 108 und ist mit ihrem oberen Ende an der unteren Fläche des Armes 103 befestigt, um so der Stange und dem daran befestigten Stößel eine abwärts gerichtete Vorspannung zu geben. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Oberfläche des Stößels 11 bei vollständig frei hängender Feder in einem bestimmten Abstand über der horizontalen Fläche 17 des Stößels 11 sich befindet.

Wenn nun bestimmte Materialstücke miteinander verschweißt werden sollen, dann wird die Anordnung zunächst so eingestellt, daß zwischen dem Stößel 11 und dem Amboß 12 ein geeigneter Spalt verbleibt. Seine Größe hängt im wesentlichen von der Stärke der zu verschweißenden Materialien ab. Die Grobeinstellung des Spaltes wird dabei durch Verschieben des Armes 91 nach Lösen des Arretierhebels 93 vorgenommen. Dabei wird die Zahnstange 95, die Gabel 102, die Feder 112, die Stange 102 mit dem Amboß 12 relativ zu dem Stößel 11 verstellt. Die genaue Einstellung des Ambosses 12 relativ zu dem Stößel 11 wird dann mit Hilfe des gerändelten Rades 97 nach Lösen der Feststellschrauben 98 durchgeführt. Der Anschlag 100 wird dann so eingestellt, daß der Amboß den gewünschten Abstand von dem Stößel 11 nicht unterschreiten kann.

Vor der Durchführung des Schweißvorganges richtet das Gebläse 40 über den Luftkanal 45 einen Luftstrahl auf den Stößel 11. Gleichzeitig wird das Heizelement 50 über die Leitungen 51 und 61 (F i g. 5) an die Wechselspannungsquelle 55 angeschlossen, um so die Temperatur der den Stößel 11 umstreichenden Luft zu erhöhen. Der Abgriff 52 an dem verstellbaren Widerstand 53 wird so eingestellt, daß die erhitzte Luft den Stößel 11 auf der gewünschten erhöhten Temperatur hält.

In manchen Fällen werden die miteinander zu verbindenden Materialien von Hand zwischen dem Ende des Stößels 11 und dem Amboß 12 eingelegt. In anderen Fällen werden diese Materialteile jedoch Seite an Seite aufeinanderliegend mit Hilfe eines Paares von endlosen Riemen 120 und 121 über den Tisch 17 bewegt. Wenn diese Riemen angetrieben werden, dann bewegt sich das Material mit konstanter Geschwindigkeit auf den zwischen dem Stößel 11 und dem Amboß 12 befindlichen Spalt zu und wird dort niedergelegt.

Nach Betätigung des Fußschalters 62 (Fig. 5) beginnt der Stößel mit einer Ultraschallfrequenz zu schwingen, so daß geschweißt werden kann.

Während des Schwingens wird der Stößel 11 teilweise als Folge von Strom- oder Wärmeleitung und als Folgen innerer Verluste erhitzt. Der Stößel 11 würde sich dadurch verlängern und es würde sich die Resonanzfrequenz verändern. Außerdem würde die Ausdehnung den Abstand der Stößel voneinander verringern. Dadurch würde ein größerer Druck auf das zu verbindende Material ausgeübt. Eine ungleichförmige Verbindungsnaht und ein höherer Leistungsverbrauch sind die Folge.

Beim Betätigen des Fußschalters 62 wird außerdem der Schalter 60 geöffnet und so der Stromkreis für das Heizelement 50 unterbrochen. Die Wärmezufuhr zu der Sonotrode wird somit praktisch in dem gleichen Augenblick beendet, in dem Schwingungsenergie den zu verbindenden Materialteilen zugeführt wird. Das Gebläse 40 bleibt jedoch noch weiter in Betrieb und richtet nunmehr einen Strom von Kühlluft gegen den Stößel. Diese aus dem Luftkanal 45 kommende Kühlluft umstreicht die Sonotrode und entweicht durch die Öffnungen 48 in dem Seitenblech 39. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Kegel dadurch jederzeit während des Schweißvorganges auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur gehalten wird.

Der Abgriff des Einstellwiderstandes 53 ist so einzustellen, daß die gewünschte Temperatur des Stößels 11 vor dem Schweißvorgang im wesentlichen den gleichen Wert hat wie während des darauffolgenden Schweißvorganges. Der genaue Wert, auf dem der Kegel vor und während des Schweißvorganges gehalten wird, hängt von mehreren Faktoren ab, unter anderem auch von der Resonanzfrequenz, für die die Anlage bemessen ist. In verschiedenen vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung können Temperaturschwankungen innerhalb von etwa 10⁰C gehalten werden. Die dabei auftretende Änderung der Resonanzfrequenz beträgt nicht mehr als etwa plus oder minus 10 Hertz. Man kann sagen, daß sich die Resonanzfrequenz praktisch während aller Bearbeitungsvorgänge nicht verändert. Da die Resonanzfrequenz des schwingenden Systems und die Frequenz der das schwingende System erregenden Wechselspannung einander möglichst genau entsprechen und bestimmte Grenzen nicht überschreiten sollen, kommt man bei annähernd konstant gehaltener Resonanzfrequenz des Schwingsystems mit einem wesentlich engeren Steuerbereich für die Frequenz der Speisewechselspannung aus, um die Frequenz dieser Wechselspannung genau auf den Wert der Resonanz-

frequenz nachzuführen. Dies läßt sich dann mit geringerem Aufwand in einfacherer Weise als bisher verwirklichen.

Es gibt jedoch Fälle, in denen die Frequenz der Speisespannung nicht so genau der Resonanzfrequenz des schwingenden Systems zu entsprechen braucht, wie dies bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispicl der Fall sein soll. Die Temperatur des Stößels und seine Resonanzfrequenz kann dann außerhalb der genannten Grenzen liegen.

Nach Beendigung eines Schweißvorganges wird der Fußschalter 62 wieder entlastet, so daß der Schaller 65 sich öffnet. Dadurch wird die Schwingbewegung des Stößels 11 beendet. Außerdem schließt der Schalter 60. Dadurch wird das Heizelement 50 wieder an die Spannungsquelle 55 angeschlossen, so daß das Gebläse 40 wieder Warmluft liefert, um die Sonotrode auf erhöhter Temperatur zu halten.

Es können die miteinander zu verbindenden Materialteile während ihrer Bewegung über den Tisch 17, einer Wärmebehandlung unterzogen werden, bevor sie in den Spalt zwischen dem oberen Ende des Stößels 11 und dem Amboß 12 eingeführt werden. In dem in F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierzu beispielsweise zwei übcreinandcrlicgendc Heizelemente 125 und 126 auf dem Tisch 17 angeordnet. Diese Elemente weisen im wesentlichen flache Oberflächen auf, zwischen denen das zu verbindende Material Seite auf Seite aufeinanderliegend hindurchläuft. Diese Elemente 125 und 126 dienen dazu, das Material vor der Einführung in den Spalt auf eine vorbestimmtc Temperatur zu erhitzen. Sie sind vor allem dann zweckmäßig, wenn die Schwcißgcschwindigkcit hoch ist und die Qualität der Verbindung nicht leiden soll. Darüber hinaus führt eine solche Vorbehandlung zu guten Ergebnissen, wenn es darum geht, beispielsweise Polyäthylcnbeutcl nach ihrer Füllung mit einem fremden Material zu verschließen. Die Vorbehandlung ist auch immer dann zweckmäßig, wenn das Material auf einer oder beiden Oberflächen einen fremden Stoff enthält. Durch eine solche Vorbehandlung läßt sieh die früher in solchen Fällen zu beobachtende Beeinträchtigung der Gleichförmigkeit der Schweißnaht beseitigen.

F i g. 6 zeigt eine andere Ausführungsform für eine Einrichtung zum Erwärmen des Materials, bevor dieses in den Spalt zwischen das obere Ende des Kegels 11 und den Amboß 12 eingeführt wird. In diesem Fall handelt es sich um zwei auf beiden Seiten des zu erwärmenden Materials angeordnete, einander gegenüberliegende Bügel, die von dem Tisch 17 getragen werden und eine im wesentlichen U-förmige Gestalt aufweisen. Die Schenkel dieser Bügel 128 und 129 sind über Widerstandsdrähte 131 und 132 miteinander verbunden. Diese Drähte erstrecken sich parallel zu der Bewegungsrichtung des zu erwärmenden Materials und werden von einer geeigneten, nicht dargestellten Stromquelle gespeist.

Obwohl Ultraschall-Schwcißeinriehtungcn für sehr unterschiedliche Materialien geeignet sind, haben sich doch besonders günstige Ergebnisse bei der Verbindung von Polymeren in flacher Blattform oder in welliger Form erzielen lassen. In manchen !"allen hat man aber auch nicht thermoplastisches Material, beispielsweise Baumwollstoffe, mit Hilfe von Ultraschall miteinander verbunden, indem man thermoplastisches Material dazwischengelegt hat. Die beschriebene Maschine ist auch besonders gut geeignet, um verschiedene Polyäthylen-Materialien, beispielsweise Polyäthylen-Teraphthalatc. miteinander zu verbinden.

Andere polymere Materialien, die mit der beschriebenen Anordnung bearbeite! werden können, sind Polyamide, Polycarbonate. Vinylpolymerc, wie beispielsweise Polyvinylfluorid oder Polytetrafluorethylen und Polyvinyliden. Repräsentativ für Polymere dieser letzteren Gattung sind beispielsweise Polymere von Vinylidenbromid, Vinylidenchlorobromid, Vinyliden/.yanid und Vinylidcnhalozyanid. Diese und andere Monomere können auch zu Kopolymeren, wie beispielsweise Vinylidenchloridvinylchlorid. polymerisiert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden von zumindest teilweise thermoplastischen Materialien zwischen einer gekühlten Ultraschallsonotrode und einem Amboß, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode nur während ihrer Einschaltzeiten gekühlt, während ihrer Ausschaltzeiten hingegen erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode durch Anblasen mit Kaltluft gekühlt und durch Anblasen mit Heißluft erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien vor ihrer Verbindung vorcrhitzl werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit zwei einander gegenüberliegenden Stößeln, von denen der eine als Schwinger ausgebildet und an eine Ultraschallquellc angeschlossen ist und mit einer den Schwinger kühlenden Kühleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stößel (11) eine ein- und ausschaltbare Heizeinrichtung (40, 50) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen einzigen Schalter (62) wahlweise der Stößel (H) ein- und die Heizeinrichtung (50) aus- oder der Stößel (H) aus- und die Heizeinrichtung (50) einschaltbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch Mittel (52, 53) zur Temperatureinstellung der Heizeinrichtung (40,50).