WO1996014201A1

WO1996014201A1 - Vorrichtung zum versiegeln von bögen aus geschäumtem kunststoff

Info

Publication number: WO1996014201A1
Application number: PCT/EP1995/003719
Authority: WO
Inventors: Oliver Charriere
Original assignee: Tetra Laval Holdings & Finance S.A.
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1996-05-17
Also published as: AU3608795A

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Versiegeln zweier übereinandergelegter Ränder (1, 1') eines Bogens (2) aus geschäumtem Kunststoff mit relativ zueinander beweglichem Backen (5) und Gegenbacken (6). Damit die Siegelnaht auf wenigstens einer Oberfläche glatt ist mit gleichmäßigen Übergängen zur Bogenoberfläche und im Siegelbereich die gleichen Spannungseigenschaften des Materials vorherrschen wie im nicht versiegelten Bogenmaterial, wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Backen (5) als Sonotrode und der Gegenbacken (6) als Amboß ausgebildet sind, daß die Breite (A, B) der Sonotrode (5) und des Ambosses (6), gemessen in Richtung quer zur Längserstreckung der Siegelnaht, jeweils dreimal so groß ist wie die Breite des Überlappungsbereiches (3) der zwei übereinandergelegten Ränder (1, 1').

Description

Vorrichtung zum Versiegeln von Bögen aus geschäumtem Kunststoff

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versiegeln zweier übereinandergelegter Ränder eines oder mehrerer Bogens Bögen aus geschäumtem Kunststoff mit relativ zueinander beweglichem Backen und Gegenbacken.

Es ist schon versucht worden, einen z.B. rechteckigen Zuschnitt als Bogen eines geschäumten MatθriaJβs aus einem Dickβnbereich von 0,5 mm bis 2 mm zu einer Hülse zu formen, wobei die beiden Ränder überlappend übereinandergelegt werden. Es versteht sich, daß durch das Aufbringen von Wärme auf die miteinander zu versiegelnden Ränder der Charakter des geschäumten Materials verändert wird, weil z.B. die in einem geschäumten Material einge¬ schlossenen Luftblasen durch das Verschmelzen des Materials verschwinden. Man hat versucht, eine solche Hülse als Tubuskörper einer Packung zu verwenden und an die Enden der Hülsen Boden und Deckel anzubringen. Zum Versiegeln der Ränder zur Bildung einer sogenannten Längsnaht der Hülse wird ein Dorn verwendet, um welchen der Bogen aus dem geschäumten Material herumgelegt wird und der einen Gegenbacken im Siegelbereich enthält, gegen den von außen ein entsprechender Backen angedrückt wird.

Nach dem Erstellen einer solchen Siegelnaht hat sich gezeigt, daß die Hülse nach dem Abziehen vom Dom im Querschnitt unrund ist, im allgemeinen eine ovale Gestalt hat Gebildet wird diese unerwünschte ovale Gestalt unter anderem durch winkelige Kanten direkt am Rand der Siegelnaht.

Außerdem hat sich bei der Erstellung schmaler Siegelnähte in Form einer Linie mit Nachteil gezeigt, daß die Siegelnaht an dem fertigen Produkt, der Hülse, wenigstens an einer Oberfläche nicht glatt ist sondern Schweißwulste zeigt. Zwar weiß man, daß gerade von der Dichtigkeit her linienförmige Siegelnähte sehr geringer Breite die beste mechanische Festigkeit und damit Dichtigkeit gewährleisten. Gerade bei solchen Siegelnähten hat sich aber die Verdickung auf beiden Oberflächen der Hülse gezeigt, weil durch das Aufbringen von Temperatur und Druck längs einer schmalen Siegelliniβ das geschmolzene Material seitlich herausfließt. Aus vielerlei Gründen ist es bei der Herstellung von Fließmittelpackungen ersichtlich unerwünscht, Wulste oder andere Unebenheiten neben der Siegelnaht vorzufinden.

Schließlich hat auch die Anbringung von Deckel und Boden an der Hülse mit der auf bisher übliche Weise abgebrachten Siegelnaht zu Schwierigkeiten geführt, denn am jeweiligen Längsende der Siegelnaht zeigten sich gratartige, flache Tropfen, die dadurch entstanden sind, daß gerade im Endbereich der Siegelnaht das geschmolzene Kunststoffmaterial dort hinfließt, wo Platz ist, nämlich nach außerhalb der Kanten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Versiegeln der Ränder eines Bogens oder der Ränder zweier Bögen so auszugestalten, daß die Siegelnaht auf wenigstens einer Oberfläche glatt ist mit gleichmäßigen Übergängen zur Bogenoberfläche und daß im Siegelbereich die gleichen Biege- und Spannungseigθnschaftθn des Materials vorherrschen wie im nicht versiegelten Bogenmaterial.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Backen als Sonotrode und der Gegenbacken als Amboß ausgebildet sind, daß die Breite der Sonotrode und des Ambosses, gemessen in Richtung quer zur L ngserstreckung der Siegelnaht, jeweils etwa dreimal so groß ist wie die Breite des Überlappungsbereiches der zwei übereinandergelegten Ränder. Es ist zwar an sich schon bekannt, Kunststoffmaterialien mittels einer Sonotrode zu versiegten, die gegen einen Amboß gedrückt wird. Dadurch kann zusätzlich zu dem Druck auch entlang gewünschter Linien ein Temperaturprofil hergestellt werden, so daß sich eine gute Siegelnaht ergibt Bildet man die aktive Vorderfläche der Sonotrode aber linienförmig schmal aus, wie dies häufig zur Herstellung dichter und mechanisch beanspruchbarer Siegelnähte der Fall ist dann wird nicht nur der Charakter des Materials in der Siegelnaht gegenüber den Nachbarbereichen stark verändert, sondern es bilden sich auch die als nachteilig empfundenen Wulste. Setzt man hingegen eine Sonotrode gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ein, die - in Richtung quer zur Längserstreckung der Siegelnaht gemessen - eine dreifache Breite wie die des Überlappungs- bereiches der zwei übereinandergelegten Ränder hat dann haben sich die Materialeigenschaften erheblich vergletehmäßigt und die Übergänge zwischen Siegelnaht und Nachbarbereichen sind erheblich vergleichmäßigt Der Grund für diese Vorteile ergibt sich daher, daß durch die breite Sonotrode und den breiten Amboß Übergangsbereiche entstehen und zu ihrer Bildung Platz haben, die zu der gewünschten Vergleichmäßigung erheblich beitragen. Wenn z.B. zur Bildung einer Hülse die Ränder eines Bogens über z.B. 4 mm Überlappungsbereich übereinandergelegt werden, dann erfolgt die eigentliche Versiegelung zwar in diesem Überlappungsbereich, das geschmolzene Kunststoffmak kann aber durch das Vorhandensein der verbreiterten Nachbarbereiche des Werkzeuges, d.h. der Sonotrode auf der einen und des Ambosses auf der anderen Seite, verfließen, bis ein sehr vergleichmäβigter Übergang zu den benachbarten Materialbereichen hergestellt ist, die nicht einer Temperatur oder einem Druck ausgesetzt sind. Gerade durch diese ÜbergangsbereJche neben dem eigentüchen Übertappungsbereich der übereinandergelegten Ränder ergibt sich überraschend eine erheblich glattere Oberfläche einer z.B. fertiggestellten Hülse als bei herkömmlich verwendeten Werkzeugen. Die Rundheit einer von einem solchen Dorn abgezogenen Hülse ist erheblich besser, weil die scharfen Kanten neben dem Überlappungsbereich entfallen sind.

Die angestrebten Vorteile werden aber noch weiter verbessert, wenn erfindungsgemäß die der Sonotrode zugewandte Oberfläche des Ambosses im Anfangs- und Endbereich der Längser¬ streckung der Siegelnaht, vorzugsweise im gesamten Bereich der Siegelnaht, so konturiert ist, daß quer zur Längserstreckung der Siegelnaht erhabene Rippen vorgesehen sind. Der Druck der Sonotrode ist natürlich oben auf die erhabenen Rippen am stärksten und in den tieferen Nachbarberelchen geringer. Entsprechend bewirkt das Zusammendrücken von Sonotrode und Amboß eine Siegelnaht, deren Dicke nach Fertigstellung der Hülse ungefähr gleich groß ist wie die des benachbarten Materials des geschäumten Kunststoffes. Diese Erscheinung und die ungefähr glatte Oberfläche neben der Siegelnaht, neben welcher Stufen oder Krümmungen fehlen, ist sehr vorteilhaft für Hülsen, welche den tubusförmkjen Hauptkörper einer Verpackung bilden sollen.

Wenn außerdem oben von der Breite des Ambosses gesprochen ist die man in Richtung quer zur Längserstreckung der Siegelnaht mißt, handelt es sich hier um die Breite des konturierten Bereiches bzw. die Breite der mit den erhabenen Rippen versehenen, konturierten Amboβober- fläche. Die Biege- und Spannungseigenschaften des Kunststoffmaterials sind im Bereich der Siegelnaht nur wenig anders als in den sogenannten Übergangsbereichen auf beiden Seiten der Siegelnaht des früheren Überlappungsbereiches, und auch von dort nach außen nähern sich die Biege- und Spannungseigenschaften des Materials denen des nicht versiegelten Bogeπmaterials in der Nachbarschaft der Naht Wenn man eine mit einer solchen Siegelnaht versehenen Hülse vom Dom abzieht, ist diese im Querschnitt ungefähr rund und weist jedenfalls nicht mehr die scharfen Kanten neben der Siegelnaht auf. Fährt man mit einem Finger über die äußere Oberfläche einer solchen Hülse, dann stellt man im Nahtbereich keine merklichen Oberflächenver- änderungen fes Mit anderen Worten kann man Etiketten oder Drucke auf eine solche Oberfläche aufbringen, als handelte es sich um eine nahtlos gezogene Hülse.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß sich in Längsrichtung des konturierten Bereiches des Ambosses in gleichmäßigem Abstand die erhabenen Rippen mit vertieften Rillen dazwischen abwechseln. Die Vergleichmäßigung der Siegelnaht wird dadurch weiter verbessert. Die vorstehenden Maßnahmen sind besonders effektiv, wenn die genannte Breite der Sonotrode bzw. auch die Breite des Ambosses bzw. seines konturierten Bereiches 5 bis 20 mm, vorzugsweise 10 bis 15 mm beträgt. Hierdurch ergeben sich besonders gute Übergänge der Dicke und der Materialeigenschaften ohne Grate, Überstände oder dergleichen. Bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung liegt für die Dicke eines Kunststoff- materialbogens von 0,8 mm die Höhe der Rippe im Bereich von 0 bis 0,4 mm, beträgt vorzugsweise 0,4 mm, und die Tiefe der Rille liegt im Bereich von 0 bis 0,2 mm, sie betragt vorzugsweise 0,2 mm. In der Querschnittsansicht eines Ambosses ist aus fertigungstechnischen Gründen zweckmäβigerweise im oberen Bereich eine Ebene vorgegeben, die Nuilniveau hat Auf dieser Ebene wird der konturierte Bereich des Ambosses ausgestaltet gegebenenfalls in Form eines Einsatzes. Die erhabenen Rippen erheben sich um die erwähnte Höhe über das Nuilniveau, und die Rillen zwischen den Rippen erstrecken sich in einer Tiefe, die ebenfalls vom Nullniveau in das Material hinein gemessen ist Für den Fall des geschäumten Kunststoffmateriales, aus welchem ein 0,8 mm dicker Zuschnitt hergestellt ist kann eine Siegelnaht an einer Hülse, die aus diesem Zuschnitt gebildet wird, besonders gleichmäßig und glatt hergestellt werden, und an den Längsenden der Siegelnaht, wo die Hülse zuende ist ergeben sich dann auch keine flachen Tropfen oder Grate aus herausgedrücktem geschmolzenen Kunststoffmaterial mehr. Die Anbringung eines Bodens und Deckels an eine solche Hülse ist erleichtert

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn der konturierte Bereich des Ambosses im Längsschnitt etwa Sinusform mit abgeflachten Oberseiten hat. Die Herstellung einer solchen Kontur ist maschinell recht preiswert möglich. Man wird die Oberseite der Sinuskurve - im Längsschnitt gesehen - nicht beliebig schmal werden lassen, damit die jeweilige Rippe oben eine ausreichend große Druckfläche gewährleistet Deshalb sind die Rippen oben abgeflacht, wenngleich darauf geachtet ist, daß keine scharfen Kanten entstehen. Es hat sich gezeigt daß solche Kontur, wie sie am besten durch diesen Längsschnitt beschrieben werden kann, sehr gute Siegelnähte in dem oben genannten Sinne erzeugt.

Weiterhin hat sich gezeigt daß es günstig ist das Profil der Rippe nicht nur im Längsschnitt sondern auch im Querschnitt zu betrachten und in besonderer Weise auszugestalten. Dabei ist es erfindungsgemäß günstig, wenn das Profil der Rippe im Querschnitt die Form eines Rechteckgβs mit seitlich abgeschrägten Übergangslinien hat Diese Querschnittsform läßt sich mit anderen Worten auch mit der Form eines flachen Trapezes vergleichen, dessen größere Seite unten auf dem Hauptkörper des Werkzeuges, d.h. des Ambosses, liegt, während die kürzere, parallel zu der letztgenannten Seite angeordnete Oberkante die Oberseite der Rippe bildet. Bei den Übergängen von der einen parallelen Linie zur anderen ist es zweckmäßig, Abrundungen vorzusehen mit geringen Krümmungen. In den schräg nach außen verlaufenden Übergangs- linienbereichen wird beim Siegelbetrieb ersichtlich die Druckkraft geringer sein, so daß man sich hier die äußeren Übergangsbereiche auf beiden Seiten des Überlappungsbereiches vorstellen kann. Durch die von der Mitte des Querschnittsprofites der Rippe nach außen abnehmende Höhe nimmt auch der Druck auf die übereinandergelegten Ränder des Kunststoffmaterials ab, so daß sich die Eigenschaften und die Materialzusammensetzung in dem Kunststoffrand bzw. -bogen sozusagen fließend dem Nachbarbereich annähern können. Erfindungsgemäß können Materiaieigenschaftsgradienten sehr geringer Steigung über die Siegelnaht hinweg erreicht werden, die wenigstens auf einer Oberfläche der Siegelnaht nahezu nicht zu ertasten sind.

Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn erfindungsgemäß die Position der zu versiegelnden Ränder des Kunststoffbogens bezüglich der konturierten Oberfläche des Ambosses derart steuerbar ist, daß das jeweilige Längsende der Ränder etwa über der Mitte einer vertieften Rille zu liegen kommt. Während bisher bei der Beschreibung der Kontur von Längs- und Querschnitten des Siegelbereichβs der Amboßobθrfläche gesprochen wurde, versteht sich die Bedeutung der zuletzt erwähnten Merkmale, wenn man einen Längsschnitt durch die Siegelnaht und die darunterliegende konturierte Oberfläche des Ambosses im Endbereich der Siegelnaht erstellt. An diesem Endbereich gibt es nicht wie in der Querschnittsansicht zweier Bogenrander einen Überlappungsbereich, sondern in diesem Längsschnitt enden beide Materialschichten der Ränder an ein und derselben Stelle, wo nämlich die Hülse endet Die hier betrachtete Kante ist also gleichzeitig die Endkante einer Hülse, die in der Seitenansicht eine Gerade ist Mit der erflndungsgemäβen Versiegelungsvorrichtung ist es nun möglich, dieses Längsende des Kunststoffmaterials, wo die beiden Ränder übereinandergelegt sind, an einer bestimmten Position bezüglich der in Längsrichtung sich vorzustellenden Sinusform einzustellen. Insbesondere soll das Längsende in einer gedachten Längsschnittansicht etwa über der Mitte einer vertieften Rille angeordnet werden. Bei einem solchen Profil der Amboβoberfläche im Längsschnitt wirkt die letzte erhabene Rippe vor dem Ende des geschäumten Kunststoffmaterials und im Abstand von diesem Längsende so, daß dort noch eine starke Versiegelung erfolgt deren Stärke zu dem tatsächlichen Längsende des Materials hin abnimmt, denn die Druckeinwirkung wird geringer, je tiefer die darunterliegende Rille ist Sollte sich durch die Temperatur und den Druck über der letzten erhabenen Rippe geschmolzener Kunststoff doch noch über das Längsende hinausbewegen, dann kann ein flacher, gratartiger Tropfen, wie er beim Stand der Technik störend festgestellt wurde, deshalb nicht ausgebildet werden, weil die nächste Rippe als Barriere oder Damm für den ausgedrückten Kunststofftropfen wirkt. Selbst wenn mikroskopisch geringste Mengen Kunststoff bis zu dieser nächsten Rippe aus dem Bereich der vertieften Rille herausgedrückt würde, wäre dies nicht zu ertasten und für weitere Betriebsvorgänge zur Herstellung einer Packung nicht störend. Ein Deckel oder ein Boden könnte an eine solche Hülse ohne Schwierigkeiten und dichtend angebracht werden. Man könnte bei weherer Verfeinerung einem Alternatiworschlag gemäß der Erfindung folgen, das betrachtete Längsende der Ränder über die Mitte der vertieften Rille ein kleines Stück weit hinaus in Richtung auf die nächste erhabene Rippe zu verlegen, etwa auf halbem Wege zwischen dem Minimum und dem Maximum einer Sinuskurve an dieser Stelle. Dann ist bei einem geschäumten Material einer Dicke von 0,8 mm die optimale Lage erreicht, weil dann der Druck der Sonotrode auf die beiden übθrθinandθrliegendθn Materialien etwas höher ist als direkt über der tiefsten Stelle der Rille. Folglich wird auch die Dichtigkeit etwas größer, und dennoch ist der Effekt der nächsten freien Rippe noch voll gewährleistet, nämlich der der Barriere zum Zurückhalten des Leckagetropfens aus Kunststoff. Bei dieser verfeinerten Ausgestaltung und diesem bevorzugten Wert kann man bei dem speziell beschriebenen Kunststoffmaterial eine optimale Naht bilden, weil der Druck über der tiefen Rille zwar gering ist, seitlich des Minimums aber doch wieder zugenommen hat, um eine gute Dichtkraft zu erreichen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 eine Querschnittsansicht durch den Überlappungsbereich zweier Ränder eines geschäumten Kunststoffmateriales in der Anordnung zwischen einer Sonotrode und einem Amboß mit erhabener Rippe,

Figur 2 eine abgebrochene Querschnittsansicht nach dem Versiegeln der zwei Kunststoff¬ materialabschnitte,

Figur 3 die teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Ambosses,

Figur 4 die Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines Ambosses mit ähnlichen

Bθfestigungslöchθm wie bei dem der Figur 3,

Figur 5 eine stark vergrößerte und abgebrochene Längsschnittansicht eines speziell ausgebildeten Ambosses mit dem Längsende zweier noch nicht miteinander versiegelter, übereinanderliegender, Materiallagen und

Figur 6 die Draufsicht auf den Überlappungsbereich zweier Kunststoffabschnitte mit der

Darstellung der Füeβrichtungen des geschmolzenen Kunststoffes während des Siegetvorganges.

Mit der Vorrichtung zum Versiegeln sollen zwei übereinandergelegte Ränder 1 , 1 ' eines allgemein mit 2 bezeichneten Bogens aus geschäumtem Kunststoff im Überlappungsbereich 3 miteinander versiegelt werden. Der rechte Rand 1 des Bogens 2 liegt unter dem linken Rand 1^* desselben Bogens, der beispielsweise Hülsenform haben kann. Längs der Strecke 3, d.h. des Überlappungs- berelches, überlappt der obere Rand 1 ' den unteren 1. Man erkennt die schematisch angedeute¬ ten Lufteinschlüssθ 3' in dem geschäumten Kunststoffbogen 2. Symmetrisch zur Mittellinie 4 der ganzen Anordnung erstreckt sich der obere, als Sonotrode 5 ausgebildete Backen über eine Breite A, die größer ist als die Breite des Uberiappungsbereiches 3 der beiden Ränder 1 , 1 '. Auf der gegenüberliegenden Seite unten befindet sich der als Amboß 6 ausgebildete Gegenbacken. Während die Längserstreckung der Siegelnaht in Richtung senkrecht zur Papierebene der Figur 1 liegt, Ist diese in Figur 6 durch den strichpunktiert gezeichneten, in der Mitte angeordneten Doppelpfeil 7 dargestellt Quer zu dieser Längserstreckung 7 ist der in Figur 1 gezeigte Schnitt genommen und zeigt daher die oben erwähnte Breite A der Sonotrode 5 als auch die Breite B des Ambosses 6. In der Praxis ist A ungefähr gleich B, vorzugsweise 12 mm. Die Breite des Uberiappungsbereiches 3 beträgt bei diesem hier bevorzugt dargestellten Ausführungsbeispiel 3,5 bis 4,5 mm, wenn man von einem geschäumten Material mit einer Dicke von 0,8 mm ausgeht.

Die ebene Oberfläche 8 des Ambosses 6 hat Nuilniveau. Über diesem erhebt sich in der Darstellung der Figur 1 eine Rippe 9, die im Querschnitt die Form eines flachen Trapezes hat mit einer Höhe C zwischen 0 und 0,4 mm. Vorzugsweise wählt man den oberen Wert d.h. man gestaltet die Rippe 9 mit einer Höhe von 0,4 mm über dem Nuilniveau 8 aus. Mit einer gestrichelten Linie ist der Grund einer vertieften Rille 10 dargestellt Die Tiefe dieser Rille 10 ist in Figur 1 mit D dargestellt und liegt im Bereich zwischen 0 und 0,2 mm, wobei man wiederum vorzugsweise den oberen Wert für das hier als besonders bevorzugte Ausführungsbeispiel wählt.

Man sieht, daß im Querschnitt die Form der Rippe 9 die eines Rechteckes mit seitlich abgeschrägten Übergangslinien 11 ist. Zwischen der oberen, hier z.B. horizontal gezeigten Linie 12, d.h. der obersten Fläche der erhabenen Rippe 9, und der Übergangslinie 11 gibt es eine leichte Abrundung; ebenso wie zwischen der Übergangslinie 11 und der ebenen Oberfläche 8 auf Nuilniveau. Die im Querschnitt der Figur 1 gestrichelt dargestellte Grundlinie 10' der vertieften Rille 10 reicht über die gesamte Breite B des allgemein mit 13 bezeichneten konturierten Bereiches des Ambosses 6. Durch die Trapezform bzw. die nach innen geneigten Übergangslinien 11 des Auβenprofiles jeder Rippe 9 ist deren obere Linie der höchsten Fläche 12 etwa um ein Drittel kürzer. Gleichwohl ist die Länge dieser Linie 12 größer als die Breite des Uberiappungsbereiches 3, vorzugsweise ein Drittel größer.

Bringt man Energie auf die Sonotrode 5 und drückt diese gegen die konturierte Oberfläche 13 des Ambosses 6, dann ergibt sich die im Querschnitt in Figur 2 dargestellte Siegelnaht 14. Diese hat sozusagen einen harten Kern von etwa 0,6 mm Breite und erstreckt sich nach außerhalb, wobei man die Breite E des Überiappungsbereichθs 3 als Grenze annehmen kann. Gleichwohl ist es schwer, von Grenzen zu sprechen, weil erfindungsgemäß gerade möglichst gleichmäßige oder schleifende oder Übergänge mit geringem Gradienten angestrebt sind und erreicht werden. Jeweils außerhalb des Uberiappungsbereiches 3 mit der Breite E schließen sich Übergangs- bereiche 15 an mit der Breite F, die etwa 1/3 bis 2 3 der Breite E des Uberiappungsbereiches 3 betragen. Die Figur 2 ist in der dargestellten Querschnittsansicht insofern schematisiert, als man außerhalb der Ubergangsbereiche 15 davon ausgeht und das Material des Bogens 2 auch so dargestellt hat, wie es sich im unbehandelten Zustand zeigt, d.h. also mit den Lufteinschlüssen 3'.

In den Figuren 3 und 4 ist eine Querschnitts- bzw. Draufsicht auf die allgemein mit 13 bezeichnete konturierte Oberfläche des Ambosses 6 dargestellt Sowohl im Anfangsbereich der Längser¬ streckung 7 der Siegelnaht 14 und damit auch der gesamten Länge des Ambosses 6 sowie auch in dessen Endbereich der Längserstreckung 7 sowie auch dazwischen erkennt man Rippen 9, die in gleichmäßigem Abstand a mit vertieften Rillen 10 dazwischen abwechseln. In den Figuren 3 und 4 ist gezeigt daß sich diese Konturierung in dem gesamten Bereich 13 der Oberfläche des Ambosses 6 befindet und nicht nur in dem links gezeigten Anfangs- und rechts gezeigten Endbereich. Mittels Schraubenlöchθm 16 läßt sich der jeweilige aktive Amboßteil an einem nicht dargestellten Dorn oder anderweitigen Werkzeug befestigen.

Betrachtet man beispielsweise das linke Ende des in Figur 3 schraffiert gezeigten Längsschnittes des Ambosses 6, dann ergibt sich abgebrochen die Langsschnittdarstellung der Figur 5. Hier erkennt man wenigstens im unteren Bereich die Sinusform mit den abgeflachten Oberseiten, d.h. den oberen Flächen 12 der erhabenen Rippen 9. Man sieht im Abstand a die periodisch sich wiederholenden Minima 10' der vertieften Rillen 10, wodurch sich auch der Abstand a zwischen aufeinanderfolgenden Rippen 9 ergibt. Auch durch die da/übergelegten Ränder 1 und 1^* des Kunststoffmaterialθs ist ein Längsschnitt genommen, um das rechte Längsende 17 des Randes 1 und das Längsende 17^* des Randes 1 ' deutlich darzustellen. Dieses Längsende 17, 17' befindet sich Ober der Mitte 18 einer vertieften Rille 10. Hier ist der von der Sonotrode auf den Amboß 6 ausgeübte Druck am geringsten, während dieser im Bereich der oberen Fläche 12 der Rippe 9 am größten ist Die bogenförmigen Linien 19 und 19' stellen die Außenkontur eines ausgedrückten Kunststofftropfens während der Versiegelung dar. Man sieht, wie sich die rechts davor liegende Rippe 9 mit der oben liegenden Fläche 12 barrierenartig dagegenlegt, um ein weiteres Ausfließen von Kunststoff zu verhindern.

In Figur 6 erklärt die Draufsicht auf die Siegelnaht, die lediglich durch ihre Längserstreckung 7 (gestrichelter Doppelpfeil) wiedergegeben ist, in welche Richtungen 20 durch Wärme ge¬ schmolzener Kunststoff durch den Druck von drei angegebenen Punkten (sternartig) fließt. Das Oval 21 außen ist eine Isobare, um die Druckverhältnisse zu veranschaulichen. Gerade an den Längsenden 17, 17' (oder auch auf der entgegengesetzten Seite) würde der Kunststoff auch in Richtung der Längserstreckung 7 der Siegelnaht fließen. Dadurch ergäbe sich der oben beschriebene nachteilige gratartige flache Tropfen aus Kunststoff als unerwünschter Überstand. Genau dies wird durch die Plazierung der Langsenden 17, 17' der Ränder 1 , 1' etwa über der Mitte 18 der vertieften Rinne in der soeben beschriebenen Weise verhindert

BezuQszeichenliste

1 , 1 ' Ränder

2 Bogen

3 Überlappungsbereich 3' Lufteinschlüsse

4 Mittellinie

5 Sonotrode

6 Amboß

7 Doppelpfeil, Längserstreckung

8 Oberfläche des Ambosses, Nuilniveau

9 Rippe

10 Rille

10' Minima, Grundlinie

11 Übergangslinien

12 Fläche

13 konturierte Oberfläche des Ambosses

14 Siegelnaht

15 Ubergangsbereiche

16 Schraubenlöcher 17, 17' Längsenden

18 Mitte einer vertieften Rille 10 19, 19' bogenförmige Linien

20 Richtungen

21 Oval a Abstand

A Breite der Sonotrode b Abstand

B Breite des Ambosses

C Höhe

D Tiefe der Rille

E Breite des Uberiappungsbereiches 3

F Breite

I, II, III Reihen von erhabenen Rippen 9

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum Versiegeln zweier übereinandergelegter Ränder (1, 1') eines oder mehrerer Bogens (2)/Bögen aus geschäumtem Kunststoff mit relativ zueinander beweglichem Backen (5) und Gegenbacken (61. dadurch gekennzeichnet daß der Backen (5) als Sonotrode (5) und der Gegenbacken (6) als Amboß (6) ausgebildet sind, daß die Breite (A, B) der Sonotrode (5) und des Ambosses (6), gemessen in Richtung quer zur Längserstreckung (7) der Siegelnaht (14), jeweils etwa dreimal so groß ist wie die Breite (E) des Uberiappungsbereiches (3) der zwei übereinandergelegten Ränder (1 , 1').

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet daß die der Sonotrode (5) zugewandte Oberfläche (8) des Ambosses (6) im Anfangs- und Endbereich der Längserstreckung (7) der Siegelnaht (14), vorzugsweise im gesamten Bereich (13) der Siegelnaht (14), so konturiert ist, daß quer zur Längserstreckung (7) der Siegelnaht (14) erhabene Rippen (9) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Längsrichtung (7) des konturierten Bereiches (13) des Ambosses (6) in gleichmäßigem Abstand (a) die erhabenen Rippen (9) mit vertieften Rillen (10) dazwischen abwechseln.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dicke eines Kunststoffmaterialbogens (2) von 0,8 mm die Höhe (C) der Rippe (9) im Bereich von 0 bis 0,4 mm Hegt, vorzugsweise 0,4 mm beträgt, und die Tiefe (D) der Rille (10) im Bereich von 0 bis 0,2 mm liegt, vorzugsweise 0,2 mm beträgt

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der konturierte Bereich (13) des Ambosses (6) im Längsschnitt etwa Sinusform mit abgeflachten Oberseiten (12) hat (Figur 5).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Rippe (9) im Querschnitt die Form eines Rechteckes mit seitlich abgeschrägten Übergangslinien (11) hat (Figur 1).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Position der zu versiegelnden Ränder (1 , 1 ") des Kunststoffbogens (2) bezüglich der konturierten Oberfläche (13) des Ambosses (6) derart steuerbar ist daß das jeweilige Längsende (17, 17') der Ränder (1, 1') etwa über der Mitte (18) einer vertieften Rille (10) zu liegen kommt (Figur 5).