DE69926758T2

DE69926758T2 - Ultraschall-siegler

Info

Publication number: DE69926758T2
Application number: DE69926758T
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiko Itano-gun SHINOHARA; Takeshi Itano-gun Iseki; Michio Itano-gun Ueda; Satoshi Itano-gun Kume; Osamu Atsugi-shi TAMAMOTO; Tadayoshi Atsugi-shi HAMAGUCHI
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: EP1097869B1; WO1999048759A1; CN1294558A; EP1097869A1; EP1097869A8; JP4147309B2; CN1142081C; EP1097869A4; DE69926758D1; US6605178B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschallsiegelvorrichtung, die mit einer länglichen Siegelfläche für das Versiegeln eines Verpackungsmaterials versehen ist, insbesondere eines schlauchförmigen Verpackungsmaterials, welches mit Inhalt gefüllt ist, wie z.B. flüssigen Getränken, d.h. eine Ultraschallsiegelvorrichtung mit mindestens einer Sonotrode und mehreren Konvertern oder eine Quersiegelvorrichtung, die mit der Ultraschallsiegelvorrichtung versehen ist.
Stand der Technik
Bislang ist eine Verpackungsmaschine bekannt, bei welcher eine sterilisierte Verpackungsmaterialbahn für einen rechteckigen, parallelepipedischen Verpackungsbehälter benutzt wird, der mit Saft gefüllt ist usw., wie in 1 gezeigt (japanische Patentveröffentlichung Nr. 23368/1989) ist. Kurz gesagt weist die Abfüll-/Verpackungsmaschine als Ganzes eine Rolle 2 unter Abstützung einer Verpackungsmaterialbahn 1 in einem gerollten Zustand, eine Sterilisierungsvorrichtung 3 zum Sterilisieren der schlauchförmigen Verpackungsmaterialbahn, die nach und nach von der Rolle 2 abgewickelt wird, einen Längssiegelabschnitt 4 für das Längsversiegeln beider Endabschnitte der sterilisierten Verpackungsmaterialbahn und dadurch Bilden einer schlauchförmigen Verpackungsmaterialbahn und ein Flüssigkeitsspeiserohr 5 auf zum Füllen eines Fluidinhalts in die in die Schlauchform gebildete Bahn, ferner eine Quersiegelvorrichtung 7 für das Versiegeln der schlauchförmigen Verpackungsmaterialbahn in einer Richtung senkrecht zu ihrer Längsrichtung, während der mit dem Inhalt gefüllte Schlauch um eine Länge vorgeschoben wird, die im wesentlichen einem Behälter entspricht, wobei gleichzeitig kontinuierlich kissenförmige Behälter 6 gebildet werden, die im Querschnitt rechteckig sind, und weist eine Behälterausformvorrichtung 8 auf zum Formen der kissenförmigen Behälter 6 in rechteckige, parallelepipedische Behälter, welche die Endform haben, und zwar durch Falten ihrer Endabschnitte. Die oben erwähnte Quersiegelvorrichtung 7 besteht aus einer Siegeleinheit, einem Siegelbacken zum Befestigen der Siegeleinheit und einem Antriebsmittel zum Antreiben des Siegelbackens.
Die folgenden Ultraschallsiegelvorrichtungen sind bekannt.
Die japanische Offenlegungs-Patentanmeldung Nr. 2231/1995 offenbart eine Ultraschallsiegelvorrichtung, die eine piezoelektrische Antriebseinheit aufweist mit einer piezoelektrischen Keramikplatte oder einer Magnetostriktionsantriebseinheit, die mit einem Wechselstromnetz verbunden ist, und eine Sonotrode aufweist mit einer länglichen Siegelfläche, wobei die Vorrichtung weiter durch einen oder mehrere Reaktionskörper gekennzeichnet ist, welche zusammen mit der Sonotrode eine halbe Wellenlänge bilden.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 22784/1987 offenbart eine Ultraschallschweißvorrichtung für einen Behälterkörper mit einer länglichen Nut auf der Mittellinie einer anstoßenden Fläche, die eine im wesentlichen rechteckige Form in einem Seitensiegelabschnitt einer Ultra schallschweißsonotrode hat, wobei die Sonotrode Stufen mit kleinen Unterschieden aufweist, die zum Zentrum beider Seitenflächen der Längsnut hin vorgesehen sind für das Seitenversiegeln eines Behälterkörpers eines mit einem Kunststoffilm laminierten Kartons durch Ultraschall.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2544450 offenbart ein hermetisches Siegelverfahren zum Siegeln eines Papierbehälters für Flüssigkeit, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verfahren zum Versiegeln der offenen Endabschnitte des Behälters, der eine thermoplastische Schicht auf seiner Papieroberfläche hat, das Versiegeln der oberen und unteren Abschnitte des schlauchförmigen Körpers durch Befestigen jedes Endabschnitts eines Bogens aufweist, wobei eine ganze Fläche des offenen, zu versiegelnden Endes gleichzeitig in einem Ofen erwärmt und nachfolgend durch Aufbringen von Druck präparativ versiegelt und schließlich mit Ultraschall versiegelt wird.
Die japanische Musteroffenlegungsanmeldung Nr. 147408/1988 offenbart eine Ultraschallsiegelvorrichtung für Flüssigkeitsbehälter, bei der eine bandförmige Rippe nahe dem Zentrum einer Fläche der Sonotrode vorgesehen ist, welche gegen einen zu versiegelnden Abschnitt anstößt, eine konkave Nut senkrecht zu der Rippe nahe am Zentrum der Fläche des Ambosses vorgesehen ist, welcher gegen den zu versiegelnden Abschnitt anstößt, wobei ein Bodenabschnitt der konkaven Nut in einen zweistufigen Aufbau eingebracht ist und sein Stufenabschnitt und beide Endabschnitte verjüngt zulaufen und eine sich seitwärts erstreckende spitzförmige, vorstehende Schrägfläche an einem Endabschnitt der Mitte des Bodenabschnitts auf der Ultraschallsiegelvorrichtung zum Versiegeln oberer und unterer offener Endabschnitte eines rohrförmigen Flüssigkeitsbehälters vorgesehen ist, der im Schnitt rechteckig ist und einen überlappenden, angebundenen Abschnitt nahe an einem Zentrum eines Körpers hat, der aus einer Sonotrode und einem Amboß besteht.
Die japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 501543/1987 (PCT/US85/02564) offenbart eine Ultraschallsonotrodenvorrichtung, die zum Lösen von Reagenztabletten in einer Küvette benutzt wird, einen Sonotrodenkörper hat, der allgemein ein rechteckiger Sonotrodenkörper ist mit einer Vorderendfläche und einer hinteren Endfläche zur Übertragung von Schallwellen im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der vorderen Endfläche für die Wechselwirkung mit einem Inhalt in der Küvette, der sich in der Nachbarschaft der vorderen Endfläche bewegt, und zwar in Abhängigkeit von Vibrationen, welche auf die hintere Endfläche aufgebracht werden, wobei ein Konvertermittel an der hinteren Endfläche des Sonotrodenkörpers an der Mittenposition in der Richtung der Breite der hinteren Endfläche befestigt ist zum Aufbringen der Vibrationen auf den Sonotrodenkörper in Abhängigkeit von der elektrischen Energie, die dem Konvertermittel zugeführt wird, und mit einem Paar von Resonanzteilen, deren jedes eine akustische Länge hat gleich einer halben Wellenlänge der Schallwellen, die von dem Sonotrodenkörper übertragen werden, und der an den Endbereichen in der Richtung der Breite der hinteren Endfläche befestigt ist und sich unter einem rechten Winkel von der hinteren Endfläche erstreckt, um akustische Wellen, die nahezu unter einem rechten Winkel von der vorderen Endfläche übertragen werden, zu veranlassen, sich mit einer nahezu gleichförmigen Amplitude längs der Richtung der Breite der vorderen Endfläche auszubreiten, wobei der Inhalt der Küvette, der sich längs der Richtung der Breite der vorderen Endfläche in einem gewissen Abstand von der vorderen Endfläche bewegt, nahezu gleichförmigen Schallwellen unterworfen wird.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 33121/1995 offenbart eine Siegelvorrichtung für Verpackungsbehälter mit einem Amboß, der Verpackungsmaterialien für die Verpackungsbehälter abstützt, auf dessen Oberfläche eine Siegelschicht gebildet ist, einer Sonotrode, welche Ultraschallvibrationen zu den Verpackungsmaterialien durch Aufbringen von Druck, welcher die Verpackungsmaterialien gegen den Amboß drückt, überträgt, und einem die Ultraschallvibration absorbierenden Mittel, welches zwischen dem spitzen Ende und dem Kantenabschnitt des Verpackungsmaterials so vorgesehen ist, daß die Sonotrode die Ultraschallvibration zu den Verpackungsmaterialien überträgt, wobei sie in der Lage ist, die Siegelabdichtschichten aneinanderzuschweißen, während eine Seite des Kantenabschnitts der Verpackungsmaterialien an einer Erregung gehindert wird und demgemäß Staub daran gehindert wird, an den Endflächen der Papiersubstrate aufzutreten, die an den Kantenabschnitten der Verpackungsmaterialien freigesetzt sind.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 92046/1981 offenbart eine Ultraschallsiegelmaschine mit einer Ultraschallschweißvorrichtung für einen Behälterkörper mit einer Sonotrode mit Stufen an einer Seitenkante der Siegelfläche, welche dem Siegelabschnitt der Sonotrode zugewandt ist, wobei die Stufen an den Abschnitten offen sind, welche der Nachbarschaft des oberen Endes des Abdichtabschnittes für das Seitensiegeln von Papierbehältern eines Kunststoffilmlaminates und dergleichen entsprechen.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 15741/1994 offenbart eine Ultraschallsiegelvorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältern für thermoplastische Materialien mit einem aus magnetostriktiven Materialien hergestellten Giant-Verbundwerkstoff mit magnetostriktivem Pulver (GMPC), wobei der Vibrationsgenerator von einer ein Magnetfeld erzeugenden Spule umwickelt ist und an einem Siegelbacken befestigt ist und eine Querschnittsfläche hat, die sich allmählich verringert, wenn man von einem Ankerpunkt gegen den Backen blickt, und eine freie Fläche eines Endabschnitts mit einer engen Oberfläche versehen ist.
Das US-Patent 5,730,351 offenbart eine Vorrichtung für die Ultraschallbehandlung eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung eine Sonotrode (ein Horn) aufweist mit einer ersten und einer zweiten Seite, die beide das Werkstück berühren; und einer Antriebseinheit für die Sonotrode, wobei die Antriebseinheit erste und zweite Ultraschallschwingeinheiten aufweist sowie erste und zweite Verbindungsmittel, die im Abstand angeordnet sind für die individuelle Verbindung der ersten bzw. zweiten Oszillationseinheit mit der zweiten Fläche der Sonotrode.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 128237/1998 offenbart eine Ultraschallvorrichtung für das Zuführen von Vibrationsenergie im Ultraschallfrequenzbereich zu einem Werkstück, wobei die Ultraschallvorrichtung eine Sonotrode aufweist, deren Maß so eingestellt ist, um mechanisch mit einer vorbestimmten Frequenz in dem Ultraschallfrequenzbereich in Resonanz zu kommen, eine Vielzahl piezoelektrischer Wandler aufweist, die an die Sonotrode angekoppelt sind, um diese zu veranlassen, mit der vorbestimmten Frequenz in Resonanz zu treten, eine Energieversorgung aufweist, die mit den Wandlern verbunden ist, um elektrische Energie mit der vorbestimm ten Frequenz den Wandlern zuzuführen und die Wandler zu veranlassen, parallel eingeschaltet zu werden, und ein Ausgleichsmittel aufweist für den elektrischen Stromfluß durch die Wandler, welches zwischen der Stromversorgung und jedem Wandler an die Schaltung angekoppelt ist.
Weiterhin offenbart die US-A-3,254,402 eine Ultraschallsiegelvorrichtung, die eine Sonotrode aufweist mit einer länglichen Siegelfläche zum Versiegeln eines Verpackungsmaterials, mehrere Wandler aufweist, die auf einer Seite der Sonotrode gegenüber der Siegelfläche aufgerichtet ist, um die Sonotrode in Resonanz zu bringen, wobei die Länge der Ultraschallsiegelvorrichtung eine Wellenlänge ist und deren Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens die Knotenebene ist, welche dichter an der Siegelfläche liegt.
Offenbarung der Erfindung
Derzeit wird ein Verpackungsmaterial mit einem Laminat aus Papier, Aluminiumfolie und thermoplastischem Material hauptsächlich für Wegwerf-Einmalverpackungsbehälter verwendet, die eine rechteckige, parallelepipedische Gestalt haben und mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wie z.B. einem Saft, und dichtend verschlossen sind. In der Zukunft denkt man daran, daß ein Verpackungsbehälter unter Verwendung eines Verpackungsmaterials mit einem Laminat aus thermoplastischem Material ohne Aluminiumfolie hauptsächlich verwendet wird, weil die Wiedergewinnungsbehandlung von Verpackungsmateriallaminat mit einer Aluminiumfolie nach dem Wegwerfen der Behälter für schwierig angesehen wird. Für das Wärmeversiegeln eines Verpackungsmaterials mit einem Laminat aus thermoplastischem Kunststoff ohne Aluminiumfolie kann jedoch eine Wärmesiegelvorrichtung unter Verwendung einer Hochfrequenzspule, die bei Verpackungsmaterialien mit einer Aluminiumfolie verwendet wurden, nicht eingesetzt werden, und so ist es notwendig, andere Wärmesiegelvorrichtungen zu benutzen, wie z.B. eine Ultraschallsiegelvorrichtung.
Im allgemeinen weist eine Ultraschallsiegelvorrichtung einen Konverter, einen Booster und eine Sonotrode auf. Die elektrische Vibration bzw. Schwingung wird durch einen Konverter in mechanische Schwingung umgewandelt, und der Booster wird verwendet, um die Vorrichtung mechanisch zu befestigen und die Schwingungsamplitude zu verstärken. Die Sonotrode verstärkt ferner die Amplitude, so daß die gewünschte Siegelfläche gebildet wird. Die Ultraschallsiegelvorrichtungen, welche bekannte Eigenschaften haben und die im allgemeinen verwendet wurden, erfordern jedoch einen großen Raum für die Vorrichtung, wenn die Fähigkeit der Wärmeversiegelung verbessert werden soll, und es gibt einen Nachteil, daß eine solche Vorrichtung nicht auf einen Siegelbacken einer Quersiegelvorrichtung der Abfüll-/Verpackungsmaschine eingestellt werden kann. Für die praktische Benutzung braucht man eine Ultraschallsiegelvorrichtung, die in der Lage ist, hohe Energie abzugeben, während sie einen viel kleineren Raum einnimmt, und die bei einer Quersiegelvorrichtung angewendet werden kann.
Außerdem hat man das gleichmäßige Wärmesiegeln der ganzen Längsfläche an beiden Endabschnitten bei den bekannten Ultraschallsiegelvorrichtungen für schwierig angesehen, die für einen Siegelbacken der Quersiegelvorrichtung einer Abfüllverpackungsmaschine benutzt wurden, denn ein Konverter wird verwendet, und das Maß der Bewegungsamplitude an der Siegelfläche der Sonotrode (Ausgangsfläche) verringert sich mit zunehmendem Seitenabstand weg von der Zentralfläche, wo der Konverter an die Sonotrode gekoppelt ist.
Ein Ziel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Ultraschallsiegelvorrichtung, die auf einen Siegelbacken einer Quersiegelvorrichtung einer Abfüll-/Verpackungsmaschine aufgesetzt werden kann, um eine Querversiegelung guter Länge zu bewirken, und insbesondere eine verlängerte gleichmäßige Wärmeversiegelung, wobei die Ultraschallsiegelvorrichtung kompakt und in der Lage ist, eine größere Energie abzugeben.
Gemäß der Erfindung wird eine Ultraschallsiegelvorrichtung vorgesehen mit einer Sonotrode mit einer länglichen Siegelfläche zum Versiegeln eines Verpackungsmaterials, mehreren Konvertern, die auf einer Seite der Sonotrode gegenüber der Siegelfläche aufgesetzt sind, um die Sonotrode in Resonanz zu bringen, und einem oder mehreren Befestigungsorganen, die parallel zu dem Konverter vorgesehen sind für die Befestigung der Ultraschallsiegelvorrichtung an einem Siegelbacken, wobei die Länge der Ultraschallsiegelvorrichtung eine Wellenlänge beträgt und die Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens in den Befestigungsorganen die Knotenebene entfernt von der Siegelfläche ist.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, wobei das Befestigungsorgan eine Aufnahmeanbringfläche hat für das Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken und die Aufnahmeanbringfläche, welche die Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens wird, eine Knotenebene entfernt von der Siegelfläche ist.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, wobei das Befestigungsorgan einen Aufnahmeschraubenabschnitt hat für das Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken unter Verwendung einer Schraubverbindung.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, wobei das Befestigungsorgan einen Kragen hat für das Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken und der Kragen, welcher die Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens wird, eine Knotenebene weiter entfernt von der Siegelfläche ist.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die vorerwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher das Befestigungsorgan einen Schraubenabschnitt hat, der an der Sonotrode unter Verwendung einer Schraubverbindung befestigt werden soll.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher das Befestigungsorgan kontinuierlich mit der Sonotrode gebildet ist.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die Sonotrode eine Nut und/oder einen Schlitz zur Verringerung der unerwünschten Vibrationen bzw. Schwingungen hat.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die Sonotrode aus einem Material hergestellt ist mit einer Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit von 4000 m/s oder weniger.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher das Material mit einer Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit von 4000 m/s oder weniger eine Kupferlegierung ist.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die Kupferlegierung Phosphorbronze ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher der Konverter einen Schraubabschnitt hat, der an der Sonotrode oder dem Befestigungsorgan unter Verwendung einer Schraubverbindung angebracht werden soll.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die mehreren Konverter ein Steuermittel haben, so daß eine gleichförmige und zweckmäßig feste Abdichtung an der Siegelfläche erhalten werden kann.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die Schraubverbindung eine Schraubverbindung unter Verwendung eines Ansatzbolzens ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die Siegelfläche eine Rippe in der Längsrichtung der Siegelfläche fortlaufend oder intermittierend hat.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die Frequenz zwischen 20 kHz und 60 kHz liegt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, bei welcher die Frequenz 40 kHz beträgt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Ultraschallsiegelvorrichtung, die eine Vielzahl der oben erwähnten Ultraschallsiegelvorrichtungen aufweist.
Noch weiter bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Quersiegelvorrichtung mit der oben erwähnten Ultraschallsiegelvorrichtung und dem Siegelbacken, an welchem die Ultraschallsiegelvorrichtung befestigt ist, sowie einem Antriebsmittel für den Siegelbacken.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Quersiegelvorrichtung, bei welcher der Siegelbacken ein Dämpfungsglied für die Sonotrode hat.
Ein beliebiges rohr- bzw. schlauchförmiges Material kann als das Verpackungsmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet werden, solange das Material in einen Behälter oder dergleichen geformt werden kann und die Materialien eine Wärmeschweißschicht haben, wie z.B. Polyethylen, und zwar auf mindestens einer der Vorder- und Rückseiten eines Papiers, oder ein Barriereharz sowie Materialien mit einer Zwischenschicht, wie z.B. einer Aluminiumfolie und einer Klebeschicht auf der einen Seite. Zum Beispiel ist eine Verpackungsmaterialbahn für einen Abfüll- und Verpackungsbehälter eines Saftes oder dergleichen als Wärmeschweißschicht aufgebaut, wie z.B. Polyethylen, welches auf der äußersten Schichtoberfläche der Vorder- und Rückflächen eines Papieres, welches ein Basismaterial ist, vorgesehen ist, und eine Barriereschicht oder eine Klebeschicht oder dergleichen einer Zwischenschicht einer Aluminiumfolie, oder ein Barriereharz ist notwendigenfalls vorgesehen. Gewöhnlich wird eine Dicke von 170 bis 900 μm für die Dicke der Bahn angewendet. Zusätzlich ist es notwendig, Materialien zu verwenden, welche durch Ultraschall für die innerste Schichtfläche, welche den flüssigen Inhalt berührt, verschweißt werden kann.
Die Ultraschallsiegelvorrichtung der Erfindung ist eine Vorrichtung, die zum Wärmesiegeln dadurch in der Lage ist, daß Wärme und Druck dadurch aufgebracht werden, daß eine elektrische Vibrationsfrequenz von 20 kHz oder höher in eine mechanische Vibration umgewandelt wird, und eine Ultraschallvibration von dem Resonator, der Sonotrode genannt wird, für die Erzeugung einer hohen Reibwärme auf der Randoberfläche einem Wärmeklebeteil zugeführt wird. Mit einer Bewegungsamplitude von etwa 15 bis 70 μm und einer Vibrationsfrequenz von etwa 20.000 bis 60.000 pro Sekunde wird Wärme in einer extrem kurzen Zeit erzeugt. Somit kann eine Ultraschallwärmeversiegelung wie ein Versiegeln durch innere Wärme sowie Versiegeln unter Verwendung von Hochfrequenz betrachtet werden.
Eine beliebige Sonotrode kann als Sonotrode der Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, solange sie in der Lage ist, Siegelschichten des Verpackungsmaterials durch Übertragen von Ultraschallvibrationen miteinander zu verschweißen. Eine beispielhafte Sonotrode weist eine auf ihrer Spitze bzw. ihrer Vorderseite vorgesehene längliche Siegelfläche, einen gekrümmten Abschnitt mit einer gekrümmten Form, wie z.B. einer verjüngten bzw. einer konischen Form, einer exponentiellen Form oder einer zu der Siegelfläche herabhängenden Form und einen Abschnitt mit flacher Fläche auf einer Seite gegenüber der Siegelfläche auf. Auf dem flachen bzw. ebenen Flächenabschnitt auf der Seite gegenüber der Siegelfläche ist eine Vielzahl von Konvertern bzw. Wandlern oder es sind mehrere Befestigungsorgane aufgerichtet. Ferner ist es möglich, die Sonotrode und die Befestigungsorgane ohne Unterbrechung bzw. kontinuierlich zu bilden, wobei auf diesem nicht unterbrochenen Körper mehrere Konverter errichtet werden können. Auf der anderen Seite ist es auf der Siegelfläche der Sonotrode oder des Ambosses möglich, eine Rippe vorzusehen, die eine runde oder rechteckige Gestalt im Schnitt in der Längsrichtung der Siegelfläche kontinuierlich oder intermittierend hat.
Zusätzlich ist es wünschenswert, eine Sonotrode zu verwenden, die eine Nut (ein längliches Durchgangsloch, welches in der Dickenrichtung vorgesehen ist) und/oder einen Schlitz (eine in der Längsrichtung vorgesehene längliche Nut) hat, um unerwünschte Vibrationen zu verringern. Und im allgemeinen ist die Nut unter den Konvertern und den Befestigungsorganen vorgesehen, während der Schlitz unten zwischen den Konvertern oder unten und zwischen den Konvertern und den Befestigungsorganen vorgesehen ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, einen Anbringflansch auf der Sonotrode für die Befestigung der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken vorzusehen. Es ist auch möglich, den Anbringflansch als Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens und als eine Knotenebene zu machen, die dichter an der Siegelfläche liegt.
Als Sonotrodenmaterial ist es möglich, Keramiken zu verwenden zusätzlich zu Metallen oder Legierungen, wie z.B. Kupferlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen, Titan oder Titanlegierungen. Wenn die Frequenz fest ist, ist es, da die Länge der Sonotrode proportional zu der Schallgeschwindigkeit des Materials ist, vom Standpunkt der Herstellung einer Ultraschallsiegelvor richtung mit kleinerem Maß wünschenswert, ein Sonotrodenmaterial mit einer niedrigen Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit zu benutzen, z.B. 4000 m/s oder darunter. Beispielhafte Materialien mit einer Längswellen-Schallgeschwindigkeit von 4000 m/s oder geringer weisen Kupferlegierungen auf, wie z.B. Phosphorbronze (3360 m/s), Berylliumbronze (3780 m/s) und Nepalmessing (3240 m/s), oder es können piezoelektrische Keramikmaterialien PZT (3000 m/s) verwendet werden. Zusätzlich können je nach dem Aufbau der Quersiegelvorrichtung oder in dem Falle, daß die Vorrichtung nicht kleiner gebaut werden muß, leichte Metalle oder leichte Metallegierungen und dergleichen notwendigenfalls verwendet werden, deren Längswellen-Schallgeschwindigkeit 4000 m/s und darüber ist, wie z.B. Aluminium oder Aluminiumlegierungen, Titan oder Titanlegierungen oder dergleichen.
Wie oben erwähnt, wird die Sonotrode verwendet, um Druck dadurch aufzubringen, daß ein Verpackungsmaterial gegen den Amboß gedrückt wird, wobei die Siegelfläche auf der Spitze oder Vorderseite der Sonotrode vorgesehen ist, um dann Vibrationsenergie (Ultraschallvibration) zu übertragen, die an der Spitze konzentriert ist, um den Klebeabschnitt des Verpackungsmaterials zu erwärmen, wodurch eine große Reibwärme auf der Grenzfläche erzeugt wird, an welcher der Klebeabschnitt durch Wärme gelöst wird. Das Verpackungsmaterial wird somit unter Zusammenwirken mit Druck wärmeversiegelt. Während der Aufbau und die Materialien des Ambosses nicht speziell beschränkt sind, kann der Amboß z.B. aus einem nichtrostenden Stahlmaterial hergestellt werden.
Jeder beliebige Konverter, einschließlich elektrostriktiven und magnetostriktiven Konvertern, können für die Konverter in einer Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung benutzt werden, solange der Konverter die elektrische Vibration des Vibratorgenerators in eine mechanische Vibration umwandelt und die Sonotrode zur Resonanz bringt; jedoch ist ein elektrostriktiver Konverter bevorzugt. In diesem Falle ist ein elektrostriktives piezoelektrisches Element unter Verwendung von Keramikmaterialien wünschenswert. Konverter dieser Art wandeln die zugeführte Spannung zu einer mechanischen Belastung um, deren Energie der Sonotrode als Ultraschallvibrationen zugeführt wird. Bei der Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, Mehrfach- bzw. mehrere Konverter vorzusehen, vorzugsweise zwei bis fünf Konverter, um eine exzellente Versiegelung zu erhalten.
Die Konverter sind bei der vorliegenden Erfindung auf der Seite der Sonotrode gegenüber der Siegelfläche der Sonotrode errichtet. Dies kann man erreichen durch Befestigen der Konverter an einem flachen Flächenabschnitt auf der Seite gegenüber der Siegelfläche der Sonotrode oder an dem flachen Flächenabschnitt des Befestigungsorgans, welches an dem flachen Flächenabschnitt befestigt ist, oder durch Anbringen der Konverter an dem flachen Flächenabschnitt des Befestigungsorgans, welches kontinuierlich mit der Sonotrode geformt ist. Diese Befestigung kann durch jedes beliebige Anbringmittel erfolgen, solange es die Sonotrode fest an den Konvertern befestigt, während zur Herstellung einer Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit kleinerem Maß es erwünscht ist, die Konverter auf der Sonotrode durch eine Schraubenverbindung anzubringen, speziell unter Verwendung eines Ansatzbolzens, für den ein Aufnahmebolzenabschnitt auf der Sonotrodenseite der Konverter vorgesehen ist.
Ferner kann jeder Konverter mit einer Energiequelle für Wechselstrom verbunden sein, und es ist erwünscht, ein Steuermittel vorzusehen, um die Vibrationsenergie aus den mehreren Konvertern gleichmäßig zu der Siegelfläche der Sonotrode zu übertragen, um eine Versiegelung mit gleichmäßiger und geeigneter Festigkeit auf der Siegelfläche zu erhalten. Ohne ein Steuermittel wird die Vibration ungleichmäßig, und es besteht die Möglichkeit, daß eine Versiegelung mit gleichmäßiger und guter Festigkeit auf der Siegelfläche nicht erhalten wird. Das Steuermittel kann durch einen Ausgleichstransformator ausgeführt werden, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 128237/1998 beschrieben ist.
Ein beliebiges Befestigungsorgan kann bei der Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden verwendet werden, solange es die Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken befestigt, wodurch die Anbringposition oder die Nachbarschaft der Anbringposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens eine Knotenebene weiter weg von der Siegelfläche bildet, und eine oder mehrere von ihnen werden auf der Seite gegenüber der Siegelfläche der Sonotrode errichtet, z.B. auf dem flachen Flächenabschnitt der gegenüberliegenden Seite. Wenn die Ultraschallsiegelvorrichtung an einer Quersiegelvorrichtung einer Abfüll-/Verpackungsmaschine angeordnet wird, ist es bevorzugt, daß sie in kompakter Weise an dem Siegelbacken angebracht und befestigt wird. Dementsprechend ist es bevorzugt, kompakt mittels einer Schraubverbindung unter Verwendung eines Ansatzbolzens oder dergleichen, der im folgenden beschrieben wird, die kompakte Anbringung vorzunehmen, statt die Ultraschallsiegelvorrichtung durch Vorsehen eines Flansches auf dem Siegelbacken und Verwenden desselben zu befestigen. Auf der anderen Seite ist es zur Anbringung des Befestigungsorgans an der Sonotrode bevorzugt, eine Anbringung kompakt mittels einer Schraubverbindung unter Verwendung eines Ansatzbolzens und dergleichen vorzunehmen. Zusätzlich ist es auch möglich, das Befestigungsorgan und die Sonotrode kontinuierlich zusammen zu formen, wie oben erwähnt, oder einen geformten Körper anzubringen, in welchem eine Vielzahl von errichteten Befestigungsorganen in ihren unteren Teilen mit dem oben erwähnten flachen Flächenabschnitt der Sonotrode durch Schraubverbindung unter Benutzung eines Ansatzbolzens und dergleichen angekoppelt wird. Die Querschnittsform des Befestigungsorgans bei der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine runde oder rechteckige Gestalt haben.
Das Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken kann z.B. an dem Endabschnitt des Befestigungsorgans auf der Seite gegenüber der Sonotrode oder an dem Mittelabschnitt des Befestigungsorgans erhalten werden. Bei dem Anbringen am Endabschnitt des Befestigungsorgans auf der Seite gegenüber der Sonotrode wird ein Anbringverfahren benutzt, wie z.B. mit Ansatzanbringung und dergleichen zum Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken, wofür ein Aufnahmeschraubabschnitt als Befestigungsorgan verwendet wird. In diesem Falle wird ein Aufnahmeschraubabschnittsloch so vorgesehen, daß eine Aufnahmefläche der Anbringung, welche die Befestigungsposition in dem Befestigungsorgan wird, eine Knotenebene weiter von der Siegelfläche fort ist. Bei Anbringung an dem mittleren Abschnitt des Befestigungsorgans wird die Ultraschallsiegelvorrichtung auch an dem Siegelbacken dadurch angebracht, daß eine zweckmäßige Kopplung eines Kragens, der an dem Mittelabschnitt des Befestigungsorgans vorge sehen ist, mit dem Siegelbacken erfolgt. In diesem Falle wird die Position des Kragens so bestimmt, daß der mit dem Kragen versehene Abschnitt eine Knotenebene weiter von der Siegelfläche weg wird.
Die Position der Knotenebene kann präzise durch eine Vibrationsanalyse und dergleichen unter Verwendung eines Rechners beim Ausgestalten von Befestigungsorganen oder Sonotroden eingestellt werden.
Bei der Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung gibt es zwei Knotenebenen, denn die gesamte Länge der Vorrichtung wird aus einer Wellenlänge gebildet. Die Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat die Knotenebene weiter von der Siegelfläche entfernt, und sie wird die Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens. Zusätzlich ist es bevorzugt, ein Dämpfungsteil an dem Seitenrahmen des Siegelbackens vorzusehen, wobei die Knotenebene dichter an der Siegelfläche verwendet wird, um zu verhindern, daß die Sonotrode der Ultraschallsiegelvorrichtung, die mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, schwingt und damit die Siegelfläche der Sonotrode präzise an die Position des zu versiegelnden Verpackungsmaterials anstößt.
Ferner erfolgt die Ultraschallversiegelung vorzugsweise mit einer Frequenz von 20 kHz bis 60 kHz, vorzugsweise mit 40 kHz, wobei das allgemeine Ausgangssignal in der Größe von 2 KW ist, während die gesamte Länge der Vorrichtung, einschließlich der Konverter oder des Befestigungsorgans und der Sonotrode, so eingestellt wird, daß sie einer Wellenlänge entspricht. In einem solchen Falle wird die Amplitude an der Siegelfläche des spitzen Endabschnitts der Sonotrode maximal, so daß die exothermische Wirksamkeit bzw. Leistung verstärkt wird und somit die Versiegelungsfestigkeit vergrößert wird. Zum Beispiel beträgt für ein Sonotrodenmaterial mit langsamer Schallgeschwindigkeit mit einem Material, dessen Längswellen-Schallgeschwindigkeit 3600 m/s bei einer Frequenz von 40 kHz ist, die Länge einer Wellenlänge 9 cm. In diesem Falle ist die gesamte Länge der Vorrichtung, einschließlich der Konverter oder des Befestigungsorgans und der Sonotrode 9 cm bei der Länge der Konverter, des Befestigungsorgans bzw. der Sonotrode von jeweils 4,5 cm. Wenn deshalb die Gesamtlänge der Ultraschallsiegelvorrichtung das Maß von 10 cm hat, ist es möglich, daß sie als eine Quersiegelvorrichtung für die Abfüll-/Verpackungsmaschine des Standes der Technik verwendet wird.
Wenn darüber hinaus die Querfläche lang ist, wie im Falle eines großen Behälters, und eine lange Siegelfläche erforderlich ist, ist es möglich, die Siegelfläche durch Verbinden einer Vielzahl der oben beschriebenen Ultraschallsiegelvorrichtungen zu vergrößern. Zusätzlich kann die Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Booster haben oder auch nicht, der verwendet wird, um die Amplitude zu verstärken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Gesamtansicht der Abfüll-/Verpackungsmaschine, bei welcher eine Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 ist eine schematische und perspektivische Ansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Vorderansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Vorderansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Vorderansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 2 gezeigt ist.
7 ist eine schematische Vorderansicht von Sonotroden verschiedener Formen bei einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Seitenansicht von Sonotroden verschiedener Formen bei einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung eines Vergleichsbeispiels, welches nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
Beste Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele einer Ultraschallsiegelvorrichtung der vorliegenden Erfindung werden entsprechend den Zeichnungen im folgenden beschrieben, während die vorliegende Erfindung nicht auf die Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen begrenzt ist.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine schematische perspektivische Ultraschallsiegelvorrichtung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 4 und 5 sind schematische Vorderansichten einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine schematische Vorderansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist. 7 ist eine schematische Vorderansicht von Sonotroden verschiedener Gestaltungen bei einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine schematische Seitenansicht von Sonotroden verschiedener Ausgestaltungen bei einer Ultraschallsiegelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ultraschallsiegelvorrichtung eines Vergleichsbeispiels. Zusätzlich zeigt in den 2 bis 9 die Bezugszahl 10 eine Ultraschallsiegelvorrichtung; 11 zeigt eine Sonotrode; 12 zeigt einen Konverter; 13 zeigt ein Befestigungsorgan; 14 zeigt einen Körper mit ohne Unterbrechung geformtem Sonotrodenbefestigungsorgan; 15 zeigt eine Siegelfläche der Sonotrode; 16 zeigt eine flache Fläche der Sonotrode; 17 zeigt einen gekrümmten Abschnitt der Sonotrode; 18 zeigt eine Nut; 19 zeigt einen Schlitz; 20 zeigt einen Kragen; 21 zeigt einen Ansatzbolzen; 22 zeigt eine Aufnahmefläche einer Ansatzanbringung; 23 zeigt einen Aufnahmeschraubabschnitt; 24 zeigt einen Siegelbacken; 25 zeigt eine Dämpferanbring schraube; 26 zeigt eine Knotenebene; 27 zeigt eine Ansatzanbringung; 28 zeigt einen Anbringungsflansch jeweils.
2 zeigt eine Ultraschallsiegelvorrichtung 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher zwei Konverter 12 und drei Befestigungsorgane 13 auf der Sonotrode 11 errichtet sind, die eine Siegelfläche 15, die flache Fläche 16, den gekrümmten Abschnitt 17 und die Nut 18 hat. Bei dieser Vorrichtung 10 ist der Aufnahmeschraubenabschnitt 23 zum Befestigen der Vorrichtung an der Sonotrode 11 unter Verwendung eines Ansatzbolzens 21 auf den Konvertern 12 und den Befestigungsorganen 13 vorgesehen. Auch ist der Aufnahmeschraubabschnitt 23 für die Anbringung der Vorrichtung am Siegelbacken unter Verwendung einer Ansatzanbringung 27 auf den Befestigungsorganen 13 vorgesehen. 3 zeigt eine Ultraschallsiegelvorrichtung 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher zwei Konverter 12 auf dem Körper 14 mit dem Sonotrodenbefestigungsorgan, der kontinuierlich geformt ist, dadurch errichtet sind, daß die Sonotrode 11 und die Befestigungsorgane 13 kontinuierlich zusammen gebildet sind.
Bei dieser Vorrichtung 10 wird ähnlich wie bei der Vorrichtung 10 gemäß Darstellung in 2 die Aufnahmefläche der Ansatzanbringung 22 eine Anbringungsposition unter Bildung einer Knotenebene 26 weiter weg von der Siegelfläche 15.
4 zeigt eine Ultraschallsiegelvorrichtung 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher zwei Befestigungsorgane 13 nächst der Sonotrode 11 zwischen zwei Konvertern 12 an beiden Außenseiten errichtet sind, wobei zwei Befestigungsorgane 13 verwendet werden, und die Ultraschallsiegelvorrichtung 10 ist an dem Siegelbacken 24 befestigt, und auch in diesem Falle ist die Aufnahmefläche der Ansatzanbringung 22 eine Knotenebene 26 weiter von der Siegelfläche 15 entfernt. 5 zeigt eine Ultraschallsiegelvorrichtung 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Befestigungsorgan 13 nächst der Sonotrode 11 zwischen zwei Konvertern 12 an beiden Außenseiten errichtet ist, und bei dieser Vorrichtung 10 wird der Kragen 20, der an dem Mittelabschnitt der Befestigungsorgane 13 vorgesehen ist, um die Vorrichtung an dem Siegelbacken 24 anzubringen, eine Anbringposition und eine Knotenebene 26 weiter von der Siegelfläche 15 weg.
6 zeigt einen Zustand, in welchem die in 2 gezeigte Ultraschallsiegelvorrichtung 10 an dem Siegelbacken 24 angebracht ist, und eine Sechskantlochschraube 21, die in dem Siegelbacken 24 eingebettet sein kann, wird für die Befestigung der Befestigungsorgane 13 verwendet, und auch in diesem Falle wird die Aufnahmefläche der Anbringung 22 die Befestigungsposition und eine Knotenebene 26 weiter von der Siegelfläche 15 fort. Auch ist die Dämpferbefestigungsschraube 25 auf dem Seitenrahmen des Siegelbackens 24 vorgesehen, um die Sonotrode daran zu hindern, an dem gekrümmten Abschnitt 17 der Sonotrode zu schwingen, welche eine Knotenebene dichter an der Siegelfläche 15 wird. 6 zeigt auch den kissenförmigen Behälter 6, der versiegelt werden soll. Weiterhin zeigen die 7 und 8 die Sonotroden 17 verschiedener Gestaltungen mit der Siegelfläche 15, dem flachen Flächenabschnitt 16 und dem gekrümmten Abschnitt 17 und der Nut 18 oder dem Schlitz 19. 9 zeigt die Ultraschallsiegelvorrichtung eines Vergleichsbeispiels, bei welchem der Anbringflansch zum Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken auf der Sonotrode vorgesehen ist. In diesem Falle wird der Anbringflansch die Anbringposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und eine Knotenebene dichter an der Siegelfläche.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Schaffung einer kleineren Ultraschallsiegelvorrichtung mit größerer Druckleistung und verbesserter Siegelfähigkeit im Vergleich mit den Ultraschallsiegelvorrichtungen des Standes der Technik. Sie ist ferner in der Lage, eine längliche Siegelfläche gleichmäßig zu versiegeln.

Claims

Ultraschallsiegelvorrichtung (10) mit einer Sonotrode (11) mit einer länglichen Siegelfläche zum Siegeln eines Verpackungsmaterials, mehreren Konvertern (12), die auf einer Seite der Sonotrode (11) gegenüber der Siegelfläche (15) errichtet sind, um die Sonotrode in Resonanz zu bringen, und einem oder mehreren Befestigungsorganen (13), die parallel zu den Konvertern (12) vorgesehen sind für die Befestigung der Ultraschallsiegelvorrichtung an einem Siegelbacken (24), wobei die Länge der Ultraschallsiegelvorrichtung (10) eine Wellenlänge beträgt und die Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens (24) in dem Befestigungsorgan (13) die Knotenebene (26) entfernt von der Siegelfläche ist.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsorgan (13) eine Aufnahmeanbringfläche (22) hat für das Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung (10) an dem Siegelbacken (24) und die Aufnahmeanbringfläche (22), welche die Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens wird, die Knotenebene (26) entfernt von der Siegelfläche ist.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Befestigungsorgan (13) eine Aufnahmenschraubenposition (23) hat für das Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken unter Verwendung einer Schraubverbindung.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Befestigungsorgan (13) einen Kragen (20) hat für das Befestigen der Ultraschallsiegelvorrichtung an dem Siegelbacken und der Kragen (20), welcher die Befestigungsposition der Ultraschallsiegelvorrichtung und des Siegelbackens wird, die Knotenebene (26) entfernt von der Siegelfläche ist.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Befestigungsorgan (13) einen Schraubenabschnitt hat, der an der Sonotrode (11) unter Verwendung einer Schraubverbindung befestigt werden soll.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Befestigungsorgan (13) kontinuierlich mit der Sonotrode (11) gebildet ist.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Sonotrode (11) eine Nut (18) und/oder einen Schlitz (19) zur Verringerung der unerwünschten Vibrationen hat.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Sonotrode (11) aus einem Material hergestellt ist mit einer Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit von 4000 m/s oder weniger.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Material mit einer Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit von 4000 m/s oder weniger eine Kupferlegierung ist.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Kupferlegierung Phosphorbronze ist.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Konverter (12) einen Schraubabschnitt hat, der an der Sonotrode (11) oder dem Befestigungsorgan (13) unter Verwendung einer Schraubverbindung angebracht werden soll.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die mehreren Konverter (12) ein Steuermittel haben, so daß eine gleichförmige und zweckmäßig feste Versiegelung an der Siegelfläche (15) erhalten werden kann.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach den Ansprüchen 3, 5 oder 11, wobei die Schraubverbindung eine Schraubverbindung unter Verwendung eines Ansatzbolzens (21) ist.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Siegelfläche (15) eine Siegelfläche ist mit einer Rippe in der Längsrichtung der Siegelfläche (15) fortlaufend oder intermittierend.
Ultraschallsiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Frequenz zwischen 20 KHUltraschallsiegelvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Frequenz 40 KHz beträgt.
Ultraschallsiegelvorrichtung, die eine Vielzahl von Ultraschallsiegeleinrichtungen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist.
Quersiegelvorrichtung mit einer Ultraschallsiegelvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 und dem Siegelbacken (24), an welchem die Ultraschallsiegeleinrichtung (10) befestigt ist, und einem Antriebsmittel des Siegelbackens (24).
Quersiegelvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Siegelbacken (24) ein Dämpfungsglied für die Sonotrode (11) hat.