DE1779534A1 - Ultraschall-Schweissanlage - Google Patents

Ultraschall-Schweissanlage

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DE1779534A1
DE1779534A1 DE19681779534 DE1779534A DE1779534A1 DE 1779534 A1 DE1779534 A1 DE 1779534A1 DE 19681779534 DE19681779534 DE 19681779534 DE 1779534 A DE1779534 A DE 1779534A DE 1779534 A1 DE1779534 A1 DE 1779534A1
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Germany
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hold
welding
ultrasonic welding
welding system
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DE19681779534
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English (en)
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Fritz Reifenhaueser
Paul Reitemeyer
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Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Original Assignee
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
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Description

PATENTANWÄLTE
Dr. Andrejewski ^
Dr,-Ing. Honke Essen, den 18. Juli 1968
43Essen,KettwigerStr.36 (>1 OI5/MN-)
(Am Hauplbahnhot Liditburg)
Telefon 125802/03
Patentanmeldung
der Firma Reifenhäuser KG.
521 Troisdorf, Frankfurter Straße
Ultras Ghal1-Schwei ßanlage
Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung R 46 926 X/39a2)
Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Ultraschall-Schweißanlage zum gleichzeitigen Schweißen und Trennen von Kunststoffen, insbesondere Kunststoffwänden von Verpackungsgegenständen, mit als Sonotrode und Amboß ausgebildeten Schweißwerkzeugen, wobei eines dieser Schweißwerkzeuge einen aus der Werkzeugoberfläche vorstehenden Trennsteg aufweist. Dabei ist im Hauptpatent geschützt, daß der Trennsteg zugleich als Abstandhalter zwischen den Schweißwerkzeugen ausgebildet ist und die Schweißwerkzeuge einen während des Schweißvorganges wirksamen, die Schweißwerkzeuge bis auf den Abstandhalter aufeinanderfahrenden Antrieb aufweisen. - Diese Ausführungs-
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form von Ultraschall-Schweißanlagen nach dem Hauptpatent hat sich an sich bewährt. Tatsächlich erfolgen einerseits der Schweißvorgang und andererseits die Trennung im Bereich der Schweißnaht im allgemeinen einwandfrei und wohldefiniert, was darauf zurückgeführt wird, daß im Bereich des Trennsteges in seiner Funktion als Abstandhalter gleichsam ein Abquetschen der aufeinanderliegenden und durch die Ultraschallenergie plastifizierten Kunststoffteile erfolgt, während die Höhe des Trennsteges so ausgewählt ist, daß im allgemeinen auch eine einwandfreie Schweißung stattfindet. Zuweilen, je nach Art des zu schweißenden Kunststoffes und insbesondere bei dickem zu schweißenden Material, treten jedoch Schwierigkeiten auf, und zwar beobachtet man auf unkontrollierten Piuß des plastifizierten Kunststoffes zurückzuführende Undichtigkeiten im Bereich der Schweißnaht oder auch Rißbildungen in der Nähe der Schweißnaht.
Der Erfindung liegt in weiterer Ausbildung und Verbesserung des Gegenstandes des Hauptpatentes die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie bei der Ultraschall-Schweißanlage nach dem Hauptpatent die Schweißwerkzeuge einzurichten sind, damit stets eine einwandfreie, rißfreie und dichte Abschwelßung erfolgt.
Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Schweißanlage zum gleichzeitigen Schweißen und Trennen von Kunststoffen, insbesondere Kunststoffwänden, von Verpaekungsgegenstanden, mit als Sonotrode und Amboß ausgebildeten Sehweißwerkzeugen, wobei eines dieser Schweißwerkzeuge einen aus der Werkzeugober-
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fläche vorstehenden Trennsteg aufweist und wobei der Trennsteg zugleich als Abstandhalter zwischen den Schweißwerkzeugen, ausgebildet ist und die Schweißwerkzeuge einen während des Schweißvorganges wirksamen, die Schweißwerkzeuge bis auf den Abstandhalter aufexnanderfahrenden Antrieb aufweisen. Die Erfindung besteht darin, daß parallel zum Abstandhalter und an einer oder an beiden Seiten neben dem Abstandhalter eine oder mehrere Niederhaltestufen angeordnet sind. - Die Niederhaltestufen sind dabei, ebenso wie der Abstandhalter aus dem Material der Sonotrode oder des Ambosses herausgearbeitet. Die Stufentiefe richtet sich im Rahmen der Erfindung nach dem zu schweißenden Kunststoffmaterial. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch Punktionssieherheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Niederhalterstufen gegenüber der Oberkante bzw. der Uhterkante des Abstandhalters um etwa die Dicke des zu schweißenden, zumeist zweilagigen Materials zurückversetzt sind, zweckmäßig ist die Stufentiefe sogar ein wenig geringer als der Dicke des zu schweißenden Materials entspricht. Sind weitere Niederhaltestufen angeschlossen, so sind diese gegenüber den ersten Niederhaltestufen bzw. den vorausgehenden Niederhaltestufen im allgemeinen um etwa 0,5 mm zurückversetzt. Zumeist.sLnd an jeder Seite neben dem Abstandhalter drei Niederhaltestufen ausreichend.
Handelt es sich um eine Ultraschall-Schweißanlage, in der Verpackungsgegenstände, beispielsweise Flaschen, abgeschweißt werden sollen, so daß das zu schweißende Material einerseits
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im Bereich der Schweißnaht aufeinanderliegt und außerdem noch Umbugkanten bildet, so empfiehlt es sich, die Anordnungen so zu treffen, daß der Abstandhalter länger ausgeführt ist als die Niederhaltestufen und in seiner Länge der Länge der Schweißnaht entspricht. Anders ausgedrückt fehlen hier die Niederhaltestufen im Bereich des Umbugs des zu schweißenden Materials.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß mit der erfindungsgemäßen Ultraschall-Schweißanlage sich stets einwandfreie Schweißnähte herstellen lassen, gleichgültig um welchen Kunststoff es sich handelt und gleichgültig, welche Dicke das zu schweißende Material aufweist. Risse im Bereich der Schweißnaht werden nicht mehr beobachtet, auch ist die Schweißnaht über ihre gesamte Länge und insbesondere auch im Bereich von evtl. Umbugstellen stets vollkommen dicht. Überraschend ist die Tatsache, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Ultraschall-Schweißanlage mit vergleichsweise geringem Energieaufwand gearbeitet werden kann, anscheinend werden den Wirkungsgrad beeinträchtigende Ankopplungs-. und Ubergangswiderstände reduziert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutertι es zeigen!
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ultraschall-Schweißanlage,
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Fig. 2 in gegenüber der Figur 1 wesentlich vergrößerter Darstellung den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Figur 1,
Fig. j5 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand *
nach Figur 3 und
Fig. Ψ eine Ansicht des Gegenstandes der Figur 2 aus Richtung des Pfeiles C bei entferntem zu schweißenden Material.
Die in den Figuren dargestellte Ultraschall-Schweißanlage dient zum gleichzeitigen Schweißen und Trennen von Kunststoffen, insbesondere Kunststoffwänden von Verpackungsgegenständen. Im Ausführungsbeispiel möge es sich um Flaschen F handeln, die während dieses Schweiß- und Trennvorganges bereits mit ihrem Inhalt, z.B. einer Flüssigkeitj gefüllt sind. Die erfindungsgemäße Ultraschall-Schweißanlage besitzt zunächst in üblicher Weise einen Ultraschall-Generator Λ mit ( Netzteil 2, einen angeschlossenen Schwingungswandler 3 und die daran angeschlossene Sonotrode 4, der der sog. Amboß 5 gegenüberliegt. Es sind also die Schweißwerkzeuge als Sonotrode 4 und Amboß 5 ausgebildet. Dabei besitzt eines dieser Schweißwerkzeuge, im Ausführungsbeispiel der Amboß 5, einen aus der Werkzeugoberfläche oder Arbeltsfläche vorstehenden Trennsteg 6, der im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung im übrigen rechteckigen Querschnitt aufweist. Insbesondere aus der Fig. J5 entnimmt man, daß der Trennsteg 6 zugleich als Abstandhalter zwischen den
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Schweißwerkzeugen 4,5 ausgebildet ist. Im übrigen besitzen die Schweißwerkzeuge 4,5 einen während des Sehweißvorganges wirksamen, die Schweißwerkzeuge 4,5 mit definierter Flächenpressung bis auf den Abstandhalter 6 aufeinanderfahrenden Antrieb 7» der im Ausführungsbeispiel als Zylinderkolbenanordnung ausgebildet.ist. Diese Zylinderkolbenanordnung 7 wird über eine nicht gezeichnete Druekniittelquelle hydraulisch beaufschlagt und nach gewähltem Arbeitsrhythmus gesteuert.
Insbesondere aus den Figuren 2 und 4 entnimmt man, daß parallel zum Abstandhalter 6 und im Ausführungsbeispiel an beiden Seiten neben dem Abstandhalter 6 Niederhaltestufen 8,9,10 angeordnet sind. Diese sind wie der Abstandhalter aus dem vollen Material des Ambosses 5 herausgearbeitet. Sie könnten in entsprechender Weise an der Sonotrode 4 angeordnet sein. Die ersten Niederhaltestufen 8 sind gegenüber der Oberkante (bzw. bei umgekehrter Anordnung gegenüber der Unterkante) des Abstandhalters 6 um etwa die Dicke des zu schweißenden Materials, vorzugßweise ein wenig weniger, zurückversetzt. Im Ausführungsbeispiel mag es sich um eine Zurüekversetzung von etwa 0,5 mm handeln« Die weiteren Niederhaltestufen 9*10 sind gegenüber den ersten bzw. vorausgehenden Niederhaltestufen wiederum um etwa 0,5 mm zurückversetzt. Im allgemeinen sind die auch im Ausführungsbeispiel gezeichneten drei Niederhaltestufen 8,9*10 ausreichend. Der Abstandhalter 6 ist langer ausgeführt als die Niederhaltestufen, im Ausführungsbeispiel ist er an jeder
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Seite um etwa 1/2 cm breiter. Das bedeutet, daß im Bereich des Umfougs des zu sehweißenden Materials die Niederhaltestufen 8,9,10 fehlen. Das hat sich als besonders günstig herausgestellt, um sicherzustellen, daß auch in diesen Bereichen die hergestellte Schweißnaht absolut rißfrei und a dicht ist. . ■ ■
Ansprüchet
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Claims (1)

  1. - 8 -Ansprüche
    Il Ultraschall-Schweißanlage zum gleichzeitigen Schweißen und Trennen von Kunststoffen, insbesondere Kunststoffwänden von Verpackungsgegenständen, mit als Sonotrode und Amboß ausgebildeten Schweißwerkzeugen, wobei eines dieser Schweißwerkzeuge einen aus der Werkzeugoberfläche vorstehenden Trennsteg aufweist und der Trennsteg nach dem Hauptpatent zugleich als Abstandhalter zwischen den Schweißwerkzeugen ausgebildet ist sowie die Schweißwerkzeuge einen während des Schweißvorganges wirksamen, die Schweißwerkzeuge bis auf den Abstandhalter aufeinahderfahrenden Antrieb aufweisen, dadurch gekennzeichnet,, daß parallel zum Abstandhalter (6) und an einer oder an beiden Seiten neben dem Abstandhalter (6) eine oder mehrere Niederhaltestufen (8,9,10) angeordnet sind.
    2. Ultraschall-Schweißanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Niederhaltestufen (8) über der Oberkante bzw. Unterkante des Abstandhalters (6) um etwa die Dicke des zu schweißenden Materials zurückversetzt sind.
    5. Ultraschall-Schweißanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Niederhaltestufen (9,10) gegenüber den ersten bzw. den vorausgehenden Niederhaltestufen (8) wiederum zurückversetzt sind.
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    4. Ultraschall-Schweißanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter (6) längs ausgeführt ist als die Niederhaltestufen (8,9/10) und in seiner Länge der Länge der Schweißnaht entspricht, während die Niederhaltestufen (8,9*10) den Bereich des ümbugs des zu schweißenden Materials freilassen.
    PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1037376C2 (nl) * 2009-10-07 2011-04-11 Robert Bosch Verpakkingsmachines B V Inrichting voor het ultrasoon lassen van ten minste twee kunststoffen folielagen.

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