DE69818840T2 - Ultraschall-schweissbacken - Google Patents

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Peter Giacomelli
Erik Schott
Ikuro Yokoyama
Takashi Omiya
Michio Tsurumi-ku SUGATA
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Tetra Laval Holdings and Finance SA
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschall-Gegenschweißbacken bzw. Amboss. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Ultraschall-Gegenschweißbacken mit akustisch isolierender Isoliereinrichtung.
  • Giebelkartons oder -behälter zum Verpacken von Milch, Saft und anderen Nahrungsmitteln sowie vielen anderen Produkten sind weit verbreitet. Solche Kartons werden aus Schichtmaterial hergestellt, das mit sich selbst warmverschweißt werden kann. Das typische Material ist Pappe oder Karton, die bzw. der auf beiden Seiten mit Polyethylen oder einem andern warmverschweißbaren Material beschichtet ist.
  • Die Giebelpackungen werden normalerweise durch Falten des Karton entlang der perforierten Falzlinien versiegelt, um einen aufgerichteten Grat bzw. Steg (bzw. einen entsprechenden eingefalteten Grat bzw. Steg beim Unterseitenverschluss) herzustellen, der verschiedene Dicken des warmverschweißbaren Materials aufweist. Der Steg wird zwischen einem Ultraschallschweißbacken und einem Gegenbacken bzw. Amboss eingespannt und die Ultraschallenergie, die durch den Backen auf die Verbindungsstelle übertragen wird, lässt das warmverschmelzbare Material des Steges schmelzen, wodurch eine Versiegelung hergestellt wird. Ein Ultraschall-Schweißbacken in Verbindung mit einem Gegenbacken bzw. Gegenbackensystem ist aus WO-A-9609958 und seiner Entsprechung US 5605026 bekannt.
  • Ein weit verbreitetes Problem bei der Konstruktion von Ultraschall-Schweißvorrichtungen besteht darin, zu vermeiden, dass die sich separat bewegenden Teile der Vorrichtung zusammen geschweißt werden, wenn sie versehentlich oder beabsichtigt während des Versiegelns zusammenkommen. Ein anderes Problem ist, zu vermeiden, dass Ultraschallvibrationen vom Verschweißort auf andere Teile des Gegenbackens oder der Maschine streuen. Ein weiteres Problem ist das Kühlen des Gegenbackens bzw. der Gegenbacken während des Verschweißvorgangs, ohne dass der Verschweißvorgang beeinträchtigt wird.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gegenbacken bzw. Amboss zur Verwendung mit einem Ultraschallschweißbacken zum Verschweißen bzw. Versiegeln des Verschlusses eines Kartons, der erste und zweite Seiten hat und in einer Verschweiß-Position bereit gestellt wird. Ein typischer Verschluss, der von dem erfindungsgemäßen Gegenbacken verschlossen werden kann, ist ein Giebeldach- oder Unterseitenverschluss eines Kartons für flüssige Nahrungsmittel. Der Gegenbacken hat einen Backenkörper; einen vor dem Backenkörper angeordneten Vibrationsteil; einen am Vibrationsteil befestigten Versiegelungs- bzw. Schweißkörper, eine zwischen dem Backenkörper und dem Vibrationsteil angeordnete Isoliereinrichtung zum akustischen Isolieren des Backenkörpers und ein im Gegenbacken bzw. Amboss angeordnetes Kühlsystem. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die akustisch isolierende Isoliereinrichtung den Backenkörper, der mit dem Vibrationsteil durch ein Paar von parallelen Brücken bzw. Stegen verbunden ist, wodurch ein Luftspalt bzw. Schlitz gebildet wird, der den Backenkörper vom Vibrationsteil trennt, wobei der Luftspalt bzw. Schlitz längs des Backenkörpers und des Vibrationsteils durch das Paar paralleler Brücken als Begrenzung umschlossen ist. Die vorliegende Erfindung ist eine Komponente einer Kartonverschweißeinheit, die eine Station auf einer Verpackungsmaschine für Giebelbehälter sein kann. Der Versiegel- bzw. Verschweißkörper hat normalerweise ein vorbestimmtes Verschweißmuster und wird üblicherweise über dem Vibrationsteil angeordnet.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Gegenbacken- bzw. Amboss-System zur Verwendung in Verbindung mit einer Mehrzahl von Ultraschall-Schweißbacken. Das Gegenbacken-System hat einen Amboss- bzw. Gegenbackenbügel, der an einem Gegenbackenantrieb angeschlossen ist, wobei der Gegenbackenantrieb an den Gegenbackenbügel Bewegung weitergibt; eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Gegenbacken wie oben beschrieben, die am Gegenbackenbügel angebracht sind, wobei jeder Gegenbacken in der Lage ist, in Verbindung mit einem Ultraschall-Schweißbacken individuelle Schweißvorgänge vorzunehmen; und eine Mehrzahl von die Gegenbacken verbindenden Rohren zur Übertragung des Kühlfluidums zwischen dem Kühlsystemen der Mehrzahl von Gegenbacken. Jedes der Mehrzahl von die Gegenbacken verbindenden Rohren ist typischerweise mit jedem zugehörigen Gegenbacken der Mehrzahl von Gegenbacken durch mindestens einen O-Ring abgedichtet.
  • Jedes der Mehrzahl von den die Gegenbacken verbindenden Rohre kann aus im Wesentlichen rostfreien Stahl hergestellt sein. Die Mehrzahl der die Gegenbacken verbindenden Rohre erlaubt es dem einzelnen Gegenbacken sich unabhängig von einander zu bewegen. Jeder der Mehrzahl der Ultraschall-Schweißbacken kann einen Konverter und eine Sonotrode beinhalten. Die Sonotrode kann eine Mehrzahl von Dämpfungselementen bzw. Puffern haben, die von ihr abstehen und auf der Sonotrode angebracht sind, um Interferenzen beim Ultraschall-Schweißen zu verhindern. Jedes der Mehrzahl von Dämpfungselementen hat eine vorbestimmte Länge, die im Wesentlichen der minimale Dicke eines Objekts entspricht, welches dem Ultraschallschweißen unterzogen wird.
  • Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ultraschall-Gegenbackens;
  • 2 ein Gegenbackensystem, in dem ein erfindungsgemäßer Gegenbacken verwendet werden kann;
  • 3 eine teilweise Querschnittsansicht des Gegenbackensystems von 2;
  • 4 eine Draufsicht auf einen bekannten Gegenbacken;
  • 5 eine Seitenansicht des Gegenbackens von 4;
  • 6 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenbackens mit einigen zusätzlichen Merkmalen;
  • 7 eine perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gegenbackens, der mit einer Sonotrode einer Ultraschall-Schweißbacke im Eingriff ist;
  • 8 eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Gegenbacke im Eingriff mit einem Karton;
  • 9 eine perspektivische Draufsicht auf eine Ultraschall-Kartonverschließeinheit; und
  • 11–13 einen Verschweißvorgang, der beim Verschließen einer Giebelpackung ausgeführt wird.
  • Der erfindungsgemäße Ultraschall-Gegenbacken kann in Maschinen zum Formen, Füllen und Versiegeln von Kartons verwendet werden, beispielsweise in einer Maschine wie in U.S. Patent Nr. 5,488,812 von Stark et al., das am 6. Februar 1996 für eine Verpackungsmaschine erteilt wurde, beschrieben. Die Verpackungsmaschine von Stark et al. ist nur ein Beispiel für die mögliche Verwendung des erfindungsgemäßen Ultraschall-Gegenbackens. Der Fachmann kennt viele mögliche Anwendungen des Ultraschall-Gegenbackens, die nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
  • Wie in 1 dargestellt, hat der Gegenbacken 20 ein Frontende 21 und ein hinteres Ende 22. Der Gegenbacken 20 hat einen Backenkörper 23, einen Vibrationsteil 24, einen Versiegelungs- bzw. Schweißkörper 26 und den Gegenbackenkörper akustisch isolierende Isolationsmittel, die in der vorliegenden Ausführungsform der Gegenbacke 20 ein Luftspalt bzw. Schlitz 28 sind. Der Schlitz 28 wird von dem Vibrationsteil 24 am Frontende und dem Backenkörper 23 am hinteren Ende und durch ein Paar von parallelen Brücken 30 und 32 auf den Seiten eingegrenzt. Die parallelen Brücken 30 und 32 verbinden auch den Vibrationsteil 24 mit dem Backenkörper 23. Wie aus 1 er sichtlich ist, sind die parallelen Brücken außerhalb der vorbestimmten Länge des Versiegelungsabschnitts 26. Diese Konstruktion ermöglicht die von dem Gegenbacken 20 benötigte Stabilität, um den Karton (nicht dargestellt) zu verschweißen. Der Luftspalt bzw. Schlitz 28 stellt eine Isolierung des Backenkörpers 23 vom Vibrationsteil 24 während der Aktivierung des Ultraschall-Schweißbacken sicher, der während des Verschweißprozesses Energie auf den Gegenbacken überträgt, und mindert die Menge an Ultraschallenergie, die auf den Backenkörper 23 übertragen wird. Der Schlitz 28 ermöglicht es, dass die Energie im Vibrationsteil 24 bleibt und nicht über den Backenkörper 23 auf den Rahmen (nicht dargestellt) übertragen wird. Die akustische Isoliereinrichtung wird im Nachfolgenden noch weiter beschrieben.
  • Wie in 2 dargestellt, umfasst das Gegenbackensystem 36 einen Gegenbackenbügel 38, eine Reihe von Gegenbacken 20A-F und eine Mehrzahl von Rohren 39, die die Gegenbacken verbinden. Die sechs Gegenbacken 20A-F ermöglichen es, sechs Kartons gleichzeitig durch einen reziproken Hub der in einer Gruppe angeordneten Gegenbacken 20A-F zu verschließen. Die vorliegende Ausführungsform stellt ein Gegenbackensystem mit Gegenbackenbügeln dar, dem Fachmann ist jedoch klar, dass mehr oder weniger Gegenbacken zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die Gegenbacken 20A-F sind lösbar auf dem Gegenbackenbügel 38 angebracht, um ein periodisches Auswechseln der Gegenbacken 20A-F zu erleichtern.
  • Der Gegenbackenbügel 38 ist so angeordnet, dass er sich vor und zurück bewegt, zwischen einer offenen Position, in der ein Karton hindurch passieren kann, und einer geschlossenen Position, um gegen eine Seite eines Verschlusses, der sich an der Verschließposition befindet, zu drücken. Auf diese Art und Weise kann eine Mehrzahl von Kartons gleichzeitig verschlossen werden.
  • Ein Teil der Ultraschallenergie wird von den Schweißbacken während des Betriebs der Ultraschall-Verschließeinheit auf die Gegenbacken 20A-F übertragen. Diese Ultraschallenergie wird von den Gegenbacken 20A-F in Wärme umgewandelt. Ein Kühlsystem kann verwendet werden, um eine Überhitzung der Gegenbacken 20A-F während des Betriebs der Ultraschall-Verschließeinheit zu verhindern. Das erfindungsgemäße Kühlsystem ist am besten in 3 dargestellt. Wie in 3 dargestellt besteht das Kühlsystem aus einem inneren Durchgangskanal 40 durch jeden der Gegenbacken 20A-F, insbesondere besteht das Kühlsystem aus einem inneren Durchgangskanal 40 durch den Vibrationsteil 24 der Gegenbacken 20A-F. Jeder der inneren Durchgangskanäle 40 hat einen vorbestimmten Durchmesser und erstreckt sich von einer Seite des Gegenbackens zu einer gegenüberliegenden Seite. Der innere Durchgangskanal 40 befindet sich in einer Position, die den Betrieb der Gegenbacke so wenig wie möglich beeinträchtigt, während der Kühleffekt maximal ist. Der Fluss des Kühlfluidums durch den inneren Durchgangskanal 40 ist ebenfalls ein Faktor für die Kühlfähigkeit des inneren Durchgangskanals 40, da die Flussgeschwindigkeit bestimmt, wie schnell die absorbierte Wärme von den Gegenbacken 20A-F entfernt wird. Eine geringere Geschwindigkeit bedingt eine größere Oberfläche und umgekehrt. Der innere Durchgangskanal 40 sollte also eine ausreichende Oberfläche haben, um die Wärme vom Gegenbacken 20 in einem vorbestimmten Zeitabschnitt absorbieren, basierend auf einer festen Fließgeschwindigkeit des Kühlfluidums.
  • Der innere Durchgangskanal 40 hat keinen Kontakt mit der Isoliereinrichtung zum akustischen Isolieren des Gegenbacken schlitzes 52. Der Notwendigkeit, die akustischen Isoliermittel zu vermeiden, ist ein Faktor bei der Größe und Anordnung des inneren Durchgangskanals 40 in jedem der Gegenbacken 20A-F. Um die Kühlfähigkeit zu verbessern, muss der innere Durchgangskanal 40 genügend Oberfläche haben, die Größe darf jedoch nicht mit der Isoliereinrichtung interferieren. Die Anordnung der inneren Durchgangskanäle 40 darf die Isoliermittel nicht stören, dieser Faktor muss jedoch mit Fähigkeit, effizient Wärme vom Gegenbacken 20 zu entfernen, ausgeglichen werden.
  • Die inneren Durchgangskanäle 40 von jedem der Gegenbacken 20A- F sind miteinander durch ein Verbindungsrohr 39 zwischen den Gegenbacken verbunden. Jedes der die Gegenbacken verbindenden Rohre 39 hat einen Durchmesser, der es den Rohren ermöglicht, in die inneren Durchgangskanäle 90 eingeführt zu werden und dennoch einen effektiven Fluss eines Fluidums durch das Rohr zu ermöglichen. Wenn es in den inneren Durchgangskanal 40 eingefügt ist, wird das die Gegenbacken verbindende Rohr 39 jeder der Gegenbacken 20A-F mit Hilfe eines O-Rings, vorzugsweise mit Hilfe von zwei O-Ringen angepasst. Die O-Ringe 42 ermöglichen es jeder einzelnen Gegenbacke 20 sich mit Bezug auf jede andere Gegenbacke 20 zu bewegen, ohne Unterbrechung des die Gegenbacken verbindenden Rohrs 39, das zwischen den benachbarten Gegenbacken 20A-F angebracht ist. Die die Gegenbacken verbindenden Rohre 39 haben eine vorbestimmte Länge, die ihnen genügend Länge gibt, ihre Verbindung zwischen benachbarten Gegenbacken 20A-F zu halten, wenn sich ein Gegenbacken 20 aus der Linie mit seinem benachbarten Gegenbacken 20 bewegt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die die Gegenbacken verbindenden Rohre 39 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Es können bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung aber auch andere Materialien wie z. B. rostfreier Stahl verwendet werden. Dem Fachmann ist klar, dass ohne Abweichung vom Umfang der vorliegenden Erfindung andere Materialien als rostfreier Stahl verwendet werden können. Die die Gegenbacken verbindenden Verbindungsrohre 39, die mit den beiden Endbacken 20A und F an jeweils einem Ende der Rohre 39 verbunden sind, sind auf den gegenüberliegenden Enden mit einem Einlassrohr 44 und einem Auslassrohr 46 verbunden wie in 2 dargestellt. Auf diese Art und Weise sind alle inneren Durchgangskanäle 40, alle die Gegenbacken verbindenden Rohre 39, das Einlassrohr 44 und das Auslassrohr 46 durch Fluidumaustausch verbunden.
  • Das Einlassrohr 44 ist in Kommunikation mit der Quelle 48 für das Kühlfluidum (nicht dargestellt) und das Auslassrohr 46 ist in Kommunikation mit einem Depot 50 für verbrauchtes Fluidum (nicht dargestellt). Ein Kühlfluidum wird als Fluidum definiert, das im Wesentlichen die Temperatur durch den Wärmetransfer zwischen einem Objekt und dem Kühlfluidum hält. In der vorliegenden Erfindung wird das Kühlfluidum nur verwendet, um Wärme von einem Objekt, einem Gegenbacken 20, auf das Kühlfluidum zu übertragen. Ein bevorzugtes Kühlfluidum ist Wasser, es können bei der Umsetzung der Erfindung jedoch auch andere Fluide verwendet werden. Das Einlassrohr 44 kann direkt mit einer bekannten Wasserquelle verbunden sein oder mit einer Vorrichtung, die das Wasser zunächst kühlt. Das Wasser fließt durch das Einlassrohr 44 zum ersten die Gegenbacken verbindenden Rohr 39, in den ersten inneren Durchgangskanal 40 des ersten Gegenbacken 20A-F und dann entsprechend durch die restlichen Gegenbacken 20B-F. Wenn das Wasser durch den letzten Gegenbacken 20F geströmt ist, fließt es durch das Auslassrohr 46 zum Depot 50 für verbrauchtes Fluidum, wie zum Beispiel einem Abfluss, der mit dem Kanalsystem verbunden ist. Alternativ kann das Wasser vom Auslassrohr 46 in ein Zirkulationssystem zur Rezirkulation des Wasser zum Einlassrohr 44 fließen. Die Verwendung von Kunststoffmaterial oder rostfreiem Stahl für die Verbindungsrohre zwischen den Gegenbacken 39 vermindert die Möglichkeit, dass die Rohre 39 durch das Wasser oxidieren.
  • Im Einsatz stellt das Kühlsystem ein Kühlfluidum, wie gekühltes Wasser, an den Gegenbacken 20A-F bereit, was den Wärmetransfer von den Gegenbacken 20A-F zum Fluidum ermöglicht. Wenn das Fluidum vom Einlassrohr 44 durch die Gegenbacken 20A-F zum Auslassrohr 46 fließt, verringert der Wärmetransfer zum Fluidum die Betriebstemperatur der Gegenbacken 20A-F, was die Möglichkeit von Störungen aufgrund von Überhitzen der Gegenbacken 20A-F vermindert.
  • Bei einem Ultraschall-Verschweißvorgang ist der Gegenbacken 20 Teil des Vibrationssystems und muss akustisch vom Rest der Maschine isoliert werden. Der Gegenbacken muss akustisch isoliert werden, um einen möglichen Schaden an der Maschinenstruktur zu verhindern und auch um einen Verlust von Ultraschallenergie an den Rahmen zu vermindern. Derzeit wird diese akustische Isolierung durch eine Gummischicht zwischen dem Vibrationsteil 24 und dem Backenkörper 23 erreicht. Die Gummischicht macht das Frontende 21 der Gegenbacke 20 (den Schweißkörper 26 und das Vibrationsteil 24) flexibel, was zu Interferenzen mit der Druckverteilung des Schweißkörpers 26 führt. Wenn der Gummi hart und steif ist, ist der Isoliereffekt gering, was es ermöglicht, dass eine größere Menge an Ultraschallenergie auf den Maschinenrahmen übertragen wird. Wenn keine Isolierung vorhanden ist, ist die Übertragung von Ultraschallenergie extrem hoch.
  • Derzeit haben die meisten Gegenbacken das Schweißmuster als feste Komponente des Gegenbacken. Der erfindungsgemäße Gegenbacken 20 hat zusätzlich zu den genannten Merkmalen eine neue Konstruktion, die den Schweißkörper vom Vibrationsteil 24 und dem Rest der Gegenbacke 20 separiert. Wie in 8 dargestellt kann der erfindungsgemäße Gegenbacken 20 in die folgenden Bestandteile separiert werden: den Backenkörper 23; den Vibrationsteil 24, das Kühlsystem und den Schweißkörper 26. Der Gegenbacken 20 aus verschiedenen Teilen ermöglicht ein einfacheres Austauschen oder Ersetzen der Komponenten im Vergleich zu einem typischen Gegenbacken, der als gesamte Einheit ausgetauscht werden muss. Der Schweißkörper 26 kann ohne Schaden an der Isolierung zwischen dem Vibrationsteil 24 und dem Backenkörper 23 getauscht werden.
  • Ein Schraubensatz 70 verbindet den Schweißkörper 26 mit dem Vibrationsteil 24 und ermöglicht ein einfacheres Austauschen des Schweißkörpers 26. Die Schrauben 70 kommen nicht in Kontakt mit der Gummimembrane 52 oder dem inneren Durchgangskanal 40. Ein nochmaliges Vulkanisieren der Gummimembran 52 wird ebenfalls vermieden, wenn ein neuer Schweißkörper benötigt wird, da das Vibrationsteil 24 und der Backenkörper 23, die die Gummimembran 52 umgeben, während des Auswechselns von Schweißkörpern 26 nicht verrutscht werden.
  • Es ist offensichtlich, dass ein Fehlen eines zu verschweißenden Objekts, wie einem Verpackungsmaterial, zu einem Schaden am Gegenbacken 20 und der Sonotrode 72 der Ultraschall-Schweißbacke 74 führen. In manchen Schweißanwendungen ist es nötig, einen vorbestimmten Abstand zwischen der Sonotrode 72 und dem Gegenbacken 20 während dem Ultraschall-Schweißen einzuhalten. Ein zu großer Druck auf einem Verpackungsmaterial, das dem Ultraschall-Schweißen unterzogen wird, führt zu einem Schmelzen von Verpackungsmaterial, das aus der Verschweiß-Region gedrückt wird – dies ist ein Beispiel einer spezifischen Schweißanwendung, die das Einhalten eines Mindestabstands zwischen der Sonotrode 72 und dem Gegenbacken 20 nötig macht. Um einen Schaden am Gegenbacken 20 und der Sonotrode 72 zu verhindern und einen bestimmten Abstand zwischen dem Gegenbacken 20 und der Sonotrode 20 einzuhalten, hat die vorliegende Erfindung eine Mehrzahl von Puffern oder Dämpfungselementen 76 zum Herstellen einer Lücke zwischen der Sonotrode 72 und dem Gegenbacken 20.
  • Wie in 9 dargestellt hat der Gegenbacken 20 eine Mehrzahl von Dämpfungselementen 76, die in vorbestimmten Position angeordnet sind, um ein zu starkes Schweißen eines Kartonstegs und Schaden an der Ausrüstung zu vermeiden. Die Mehrzahl der Dämpfungselemente 76 befindet sich auf dem Gegenbacken 20. Die Dämpfungselemente 76 sind aus einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial hergestellt, das eine geringe Kriechdehung und ausreichend Standfestigkeit hat, um dem wiederholten Schweißprozess stand zu halten. Die Länge der Dämpfungselemente 76 wird von den Schweißanforderungen bestimmt. Wie in 10 und 11 dargestellt wird die Länge der Dämpfungselemente 76 von der Dicke des Verschlusses bestimmt, der von dem Ultraschall-Schweißbacken 74 und dem Gegenbacken 20 verschweißt werden soll. Wenn die Länge nicht ausreicht, kann das Verschlussmaterial während des Verschweißens heraus gedrückt werden. Wenn die Länge größer als gefordert ist, wird der Verschluss während des Verschweißens nicht richtig verschweißt. Ein bevorzugtes Dämpfungselement 76 besteht aus Polyetheretherketon (PEEK). Das PEEK-Material kann der starken Belastung von bis zu 3000 N auf die Dämpfungselemente 76 stand halten.
  • Industrielle Anwendung
  • Eine Vorrichtung zum Ultraschall-Verschweißen von Karton ist in 10 (12) dargestellt. Wie bereits erwähnt kann der neue, erfindungsgemäße Gegenbacken als Komponente einer Kartonverschweißeinheit in einer Füll- und Versiegelungsmaschine für Karton, wie bei Stark et al. beschrieben, verwendet werden. Wie in 10 (12) dargestellt, hat die Kartonverschweißeinheit viele Komponenten zum Ausführen eines Verschweißvorgangs an einem Verschluss. Die Gegenbacken 20A-H, der Gegenbackenbügel 38 und die Ultraschall-Schweißbacken sind von Interesse.
  • 11 bis 13 (13 bis 15) zeigen einen Verschweiß-Vorgang an einem Giebelverschluss. In 11 (13) wird ein Gegenbacken 20 gegenüber von einem Ultraschall-Schweißbacken 74 angeordnet. In 12 (14) wird ein Steg 80 eines Giebelverschlusses zwischen dem Gegenbacken und dem Ultraschall-Schweißbacken 74 angeordnet, um durch Ultraschallenergie verschweißt zu werden. In 13 (15) ist der Gegenbacken 20 in Eingriff mit dem Steg 80 und bringt ihn gegen den Ultraschall-Schweißbacken 74, um den Verschluss durch Ultraschallenergie, die vom Ultraschall-Schweißbacken 74 erzeugt wird, zu verschweißen. Die akustisch isolierende Isoliereinrichtung vermindert die Menge an Ultraschallenergie, die vom Vibrationsabschnitt 24 auf den Gegenbackenkörper 23 übertragen wird. Dies vermindert auch die Menge an Ultraschallenergie, die auf andere Komponenten der Kartonverschweißeinheit und der Maschine übertragen wird.

Claims (6)

  1. Gegenbacken (20) bzw. Amboss zur Verwendung in Verbindung mit einem Ultraschall-Schweissbacken (74), bei dem ein Frontende (21) des Gegenbackens zum Ultraschallbacken gerichtet ist, mit einem Backenkörper (23), einem vor dem Backenkörper angeordneten Vibrationsteil (24), einem am Vibrationsteil befestigten Versiegelungs- bzw. Schweisskörper (26), eine zwischen dem Backenkörper (23) und dem Vibrationsteil (24) angeordneten Isoliereinrichtung zum akustischen Isolieren des Backenkörpers (23) und einem im Amboss bzw. Gegenbacken angeordneten Kühlsystem, dadurch gekennzeichnet, dass die den Gegenbacken (20) akustisch isolierende Isoiereinrichtung ein Paar paralleler Brücken (30, 32) bzw. Stege aufweist, welche den Gegenbacken (23) mit dem Vibrationsteil (24) verbinden und dadurch einen Luftspalt bzw. Schlitz (28) bilden, der den Backenkörper (23) vom Vibrationsteil (24) trennt, und bei dem der Luftspalt bzw. Schlitz (28) längs des Backenkörpers (23) und des Vibrationsteils (24) durch das Paar paralleler Brücken (30, 32) als Begrenzung umschlossen ist.
  2. Gegenbacken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungs- bzw. Verschweisseinrichtung einen Bügel aufweist, der eine obere und eine untere Oberfläche aufweist, von denen die obere Oberfläche ein Versiegelungs- bzw. Schweissmuster enthält und die untere Oberfläche am Vibrationsteil angeordnet ist, so dass der mit dem Vibrationsteil verbundene Schweissteil nicht in Kontakt kommt mit der Isoliereinrichtung zum akustischen Isolieren des Gegenbackens.
  3. Gegenbacken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem einen inneren Durchgangskanal im Vibrationsteil (24) zum Durchströmen von Kühlfluidum enthält.
  4. Gegenbacken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Schweisskörper (26) eine Mehrzahl von Puffern oder Dämpfungselementen (76) absteht, die am Schweisskörper angeordnet sind, um Interferenzen beim Ultraschallversiegeln zu vermeiden, und dass jedes Dämpfungselement (76) eine vorbestimmte Länge aufweist, die im wesentlichen der minimalen Dicke eines Objekts entspricht, welches dem Ultraschallverschweissen bzw. -versiegeln ausgesetzt wird.
  5. Gegenbackensystem (36) bzw. Amboss zur Verwendung in Verbindung mit einer Mehrzahl von Ultraschall-Schweissbacken, bei dem ein Amboss- bzw. Gegenbackenbügel (38) an einen Gegenbackenantrieb angeschlossen ist, der an den Gegenbackenbügel Bewegungen weitergibt, und mit einer Mehrzahl von Gegenbacken (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenbacken (20) an dem Gegenbackenbügel (38) derart befestigt sind, dass jeder Gegenbacken in der Lage ist, individuelle Schweissvorgänge in Verbindung mit einem Ultraschall-Schweissbacken vorzunehmen, und dass eine Mehrzahl von die Gegenbacken verbindenden Rohren (39) zur Übertragung des Kühlfluidum zwischen den Kühlsystemen der Mehrzahl von Gegenbacken (20) dient.
  6. Gegebackensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gegenbacken-verbindende Rohr (39) mit jedem zugehörigen Gegenbacken der Mehrzahl von Gegenbacken durch mindestens einen O-Ring abgedichtet ist.
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