WO2020058399A1 - Werkzeug zum aufbringen einer folie - Google Patents

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Christian Hübner
Johannes Körner
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Profol GmbH
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Abstract

Werkzeug (1) zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck, umfassend einen Träger (11) aus einem ersten Material und einen Steg (21) aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg auf dem Träger angeordnet ist, und wobei der Steg wenigstens einen Bereich (W) aufweist, welcher nach außen gewölbt ist.

Description

Werkzeug zum Aufbringen einer Folie
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand. Das Werkzeug kann verwendet werden, eine Folie auf den Zielgegenstand unter Wirkung von Wärme und/oder Druck aufzubringen. In einer bevorzugten Ausführungsform dient das Werkzeug dazu, Verpackungen für Lebensmittel zu verschließen.
Technischer Hintergrund
Im Bereich der Verpackung von beispielsweise Lebensmitteln stellt sich häufig die Aufgabe, einen Zielgegenstand in Form eines Gefäßes (z.B. Becher, Eimer, Tonne, etc.) zu verschließen. Es ist bekannt, derartige Gefäße als Zielgegenstand mit einem Rand entlang der Öffnung zu versehen und auf diesen Rand zum Verschluss einen Deckel aus einer Folie aufzubringen. Dabei kann der Deckel aus verschiedenen Materialien bestehen und auch mit verschiedensten Verfahren aufgebracht werden. Als Verfahren bieten sich unter Anderem ein Verkleben, ein Verpressen oder ein Verschweißen an. Die gewählten Materialien und Verfahren können dann jeweils bestimmte Vorteile bereitstellen, leiden aber häufig auch an entsprechenden Nachteilen, sodass die Auswahl an Materialien und Verfahren für einen bestimmten Verwendungs- und Einsatzzweck häufig beschränkt ist. In neuerer Zeit stellen sich insbesondere bei der Verpackung von Konsumgütern (Lebensmittel, Medikamente, Kosmetika, Verbrauchs stoffe, etc.) auch zusätzliche Aufgaben: So ist beispielsweise häufig eine bestimmte Sortenreinheit der Verpackung insgesamt für eine ausreichende Recyclingfähigkeit notwendig. Dabei wird oft gefordert, dass sowohl das Gefäß (d.h. der Zielgegenstand in Form z.B. eines Bechers) als auch der Verschluss (Deckel) aus einem hinreichend ähnlichen oder sogar gleichen Material gefertigt sind, sodass bei Entsorgung ein einfaches Recycling möglich ist. Gleichwohl sind insbesondere im Bereich der Konsumgüter weitere Faktoren zu beachten. An dieser Stelle seien eine gute Bedruckbarkeit der Materialien, eine Einhaltung von Hygienevorschriften, und ein zufriedenstellendes Öffnungserlebnis durch den Benutzer genannt. Dabei ist das letztgenannte insbesondere bei Lebensmitteln wichtig, da dem Benutzer, d.h. dem Konsument, ein sicheres Gefühl vermittelt werden soll, dass erstens das Gefäß vor dem Öffnen zuverlässig verschlossen war, und dass zweitens nach dem Öffnen das Gefäß keine Beschädigungen aufweist und auch dass der Verschluss zufriedenstellend geöffnet wurde. Hierbei kann es sich um ein vollständiges Ablösen des Deckels und/oder eine gute Wiederverschließbarkeit handeln.
Bezüglich der Einhaltung der Hygiene-Standards und Vorschriften ist zu erwähnen, dass durch das Abfüllen und Verschließen einer Lebensmittelverpackung weder das Äußere der Verpackung mit Inhalt (d.h. dem Lebensmittel) oder das Werkzeug und die Geräte zur Verpackung mit dem Inhalt bzw. abzufüllenden Gut kontaminiert werden sollen. Beispielsweise hinterlassen Reste außerhalb an der Verpackung nicht nur einen unsauberen Eindruck, sondern können auch verderben und/oder andere Güter verschmutzen. Auch eine Kontamination der Abfüllanlage (inkl. Werkzeug (e), Halterungen, Transportmechanismen u.s.w.) selbst ist oft unerwünscht, insbesondere dann, wenn es sich bei dem abzufüllenden Gut um verderbliche Lebensmittel handelt.
Es besteht daher Bedarf an einer Technologie, die oben genannten Ziele bei der Aufbringung einer Folie, insbesondere im Zusammenhang einer Verpackung eines abzufüllenden Gutes, zu erreichen. Dabei sollen auch Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und insgesamt eine zufriedenstellende Einhaltung aller anzuwendenden Standards berücksichtigt werden. Es ist daher insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug zum Aufbringen einer Folie bereitzustellen, mit welchem sich ein oder mehrere der vorgenannten Ziele erreichen lassen.
Zusammenfassung
Die genannten Probleme und Aufgabenstellungen werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Werkzeug zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck vorgesehen, umfassend einen Träger aus einem ersten Material und einen Steg aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg auf dem Träger angeordnet ist, und wobei der Steg wenigstens einen Bereich aufweist, welcher nach außen gewölbt ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck, umfassend die Schritte eines Bereitstellens eines Werkzeuges umfassend einen Träger aus einem ersten Material und einen Steg aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg auf dem Träger angeordnet ist, und wobei der Steg wenigstens einen Bereich aufweist, welcher nach außen gewölbt ist, eines Einbringens des Zielgegenstandes in eine Halterung, eines Bereitstellens und Anordnens der Folie zwischen dem Zielgegenstand und des Werkzeuges, eines Erzielens einer Zieltemperatur auf den Steg des Werkzeuges, und eines gesteuerten Heranfahrens und Aufpressen des Werkzeugs auf zumindest einen Teil des Zielgegenstandes, sodass die Folie mit zumindest diesem Teil verbunden wird.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden insbesondere im Zusammenhang der folgenden Figuren erklärt und verdeutlicht. Dabei soll sich der Schutzumfang nicht auf diese Ausführungsform beschränken und die Figuren und die dazugehörige Beschreibung dienen demnach nur zur Verdeutlichung der allgemeinen Erfindungsgedanken. In den beigefügten Figuren zeigt/ zeigen die Figuren 1A und 1B eine schematische Schnittansicht bzw.
Draufsicht eines Werkzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; die Figuren 2A bis 2D schematische Schnittansichten von
Werkzeugen gemäß weiterer
Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung; die Figuren 3A bis 3E schematische Schnittansichten von
Werkzeugen gemäß weiterer
Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, die Figuren 4A bis 4D schematische Draufsichten möglicher
Verläufe von Stegen in Werkzeugen gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Figur 5 schematisch ernen Einsatz des
Werkzeuges beim Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, sowre die Figur 6 schematisch ein Ablaufdiagramm einer
Verfahrensausführungsform der vorlie genden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Die Figur 1A zeigt eine schematische Schnittansicht eines Werkzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Werkzeug 1 dient dabei zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck. Das Werkzeug 1 umfasst einen Träger 11 aus einem ersten Material und einen Steg 21 aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg 21 auf dem Träger 11 angeordnet ist, und wenigstens einen Bereich W aufweist, welcher nach außen gewölbt ist. Ein Abschnitt dieses gewölbten Bereiches ist ferner in vergrößert dargestellt. Hierbei kann eine kreisförmige oder elliptische Grundform zutage treten, welche sich durch einen oder mehrere Radien beschreiben lässt. In vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann die Wölbung W einem Kreis mit einem Radius rl in einem Bereich von 4 mm bis 9 mm folgen.
Das erste Material des Trägers 11 ist vorzugsweise ein Metall, wie bspw. Aluminium, Kupfer, eine Aluminiumlegierung, eine Kupferlegierung, Messing, Bronze, Amcorloy, oder Stahl. In Ausführungsformen, in denen das Werkzeug zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme dient, sollte das erste Material eine ausreichende bzw. die gewünschte Wärmeleitfähigkeit bzw. Wärmekapazität haben. Ist ein Verschweißen, d.h. ein wenigstens teilweises Aufschmelzen der Folie und ggf. Teilen des Zielgegenstandes erwünscht, so ist eine hinreichende Wärmeleitung erforderlich um die notwenige Schmelzwärme innerhalb der gewünschten Zeit von einer Heizung bzw. Wärmequelle (nicht gezeigt) zum gewölbten Bereich des Steges zu leiten.
Das zweite Material des Steges ist vorzugsweise ein hochtemperaturbeständiges Silikon oder anderes Elastomer der Shore A Härte zwischen 50 und 80. Insbesondere kann eine Materialbeständigkeit bis zu Temperaturen von bspw. 250°C und darüber vorliegen. Das zweite Material kann überdies ein Verbundmaterial aufweisen, welches in einem Trägermaterial (vorgenanntes/r Silikon/Elastomer) ein oder mehrere Füllstoffe aufweist, welche insbesondere zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und/oder der spezifischen Wärmekapazität bei Erhaltung der mechanischen Belastbarkeit dienen. Das zweite Material kann des Weiteren ferromagnetisch sein, wobei diese Eigenschaft auch zur Positionierung und zur Anhaftung am Träger genutzt werden kann. In diesem Fall kann das Werkzeug einen Magneten (z.B. Dauermagnet oder Elektromagnet) aufweisen um den Steg im Träger zu halten oder dessen Anhaftung zumindest zu unterstützen .
Ein oder mehrere der genannten Füllstoffe können in Partikelform vorliegen und in dieser Form in das Trägermaterial eingemischt sein. Die mechanische Belastbarkeit kann dann bspw. durch eine sphärische Form der Partikel und eine entsprechende Partikelgröße zwischen 1-10 ym der Füllstoffe erzielt werden. Als Materialien für einen Füllstoff kommen vorzugsweise Aluminium, Kupfer, eine Aluminiumlegierung, eine Kupferlegierung, Messing, Bronze, Amcorloy, ein Eisenoxid, Eisen, Reineisen, oder Stahl in Betracht. Ferner lassen sich zur entsprechenden Vernetzung u. A. eine peroxidische Vernetzung, platinhaltige Vernetzer, allgemeine Vernetzer, Inhibitoren, Katalysatoren, und Stabilisatoren einsetzen. Vorzugsweise wird dadurch der Materialanteil des Füllstoffes maximiert, um entsprechend eine Wärmeleitung zu maximieren oder wenigstens unter Berücksichtigung einer zu erzielenden Materialfestigkeit bzw. Abriebfestigkeit zu optimieren. In derartigen und anderen Ausgestaltungen können Wärmeeintrag und Druckübertragung so an Folie und/oder das Material des Zielgegenstandes im Bereich eines Verschlusses angepasst werden.
In der vorliegenden Erfindung dient der Träger aus dem ersten Material nicht nur der mechanischen Stabilität sondern dieser trägt auch die erforderliche Wärme zu dem Bereich des Steges, welcher nach Außen gewölbt ist. Dieser Bereich kann daher auf eine Folie und einen Bereich (z. B. Rand eines Bechers, Näheres siehe unten im Zusammenhang mit Figur 5) des Zielgegenstandes aufgepresst werden, wobei die nötige Wärme auf den Verschlussbereich eingebracht wird. Die Wölbung nach Außen (Bombage) ermöglicht dabei vorzugsweise initial einen linienförmigen Kontakt. Bei weiterer Zustellung des Werkzeuges auf die Folie wird der nach außen gewölbte Bereich des Steges auf die Folie gedrückt, wobei sich der mechanische Kontaktbereich ausgehend von der initialen Line zunehmend in beide Richtungen von der Linie weg erhöht. Damit kann in vorteilhafterweise ein Aus-bzw. Wegpressen etwa vorhandener Verunreinigungen auf der Folie oder auf dem Verschlussrand des Zielgegenstandes erzielt werden. Damit kann auch im Bereich von kritischen Verpackungen (hygienekritische Verpackung wie im Bereich der Lebensmittelverpackungen) gewährleistet werden, dass Verunreinigungen oder Reste des abzufüllenden Gutes die Haftung bzw. den Verbund der Folie auf dem Zielgegenstand nachteilig beeinflussen .
Die Figur 1B zeigt eine schematische Draufsicht des Werkzeuges aus Figur 1A. In dieser Ausführungsform ist der Steg 21 ring- bzw. kreisförmig ausgeführt, wobei in der Draufsicht wenigstens der gewölbte Bereich des Steges 21 sichtbar ist. Der Träger 11 ist wenigstens in einem Bereich unterhalb des Steges 21 angeordnet, kann sich aber auch in einen Bereich außerhalb und/oder innerhalb des Steges erstrecken. Je nach Einsatzzweck bieten sich beispielweise bei einem kreisförmigen Steg ein Innenradius von 60 mm, 68 mm oder 86 mm an, bei einer Stegbreite D in einem Bereich von 3...6 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stegbreite D gegenüber einem Verschlussrand des Zielgegenstandes (z.B. Becher) um 0,5 bis 1,0 mm erhöht.
Die Figuren 2A bis 2D zeigen schematische Schnittansichten von Werkzeugen gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei insbesondere die Realisierung des Steges 21 beschrieben werden soll. In Figur 2A ist eine Ausführungsform gezeigt, in welcher der Träger 11 eine Nut 111 aufweist, in welche der Steg in Form eines profilierten O-Ringes 22 eingesetzt und eingepasst werden kann. In der gezeigten Ausführungsform folgt die Nut 111 einem im Wesentlichen rechteckigen Profil und stellt damit eine relativ große Kontaktfläche zum O-Ring her, was wiederum einen vorteilhaft großen Wärmeübertrag zum O-Ring und schließlich zur gewölbten Fläche W herstellt.
In Figur 2B ist eine Ausführungsform gezeigt, in welcher der Träger 11 eine Nut 112 aufweist, in welche der Steg in Form eines profilierten O-Ringes 23 eingesetzt und eingepasst werden kann. In der gezeigten Ausführungsform folgt die Nut 112 einem im Wesentlichen an das Profil des O-Ringes 23 angepassten Profil und stellt mit einem Hinterschnitt eine vorteilhafte Fixierung des O-Ring dar. In dieser Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise eine Optimierung der Kontaktfläche einerseits und der Vermeidung von Last- und Kraftspitzen andererseits hergestellt werden. Auch wenn die Kontaktfläche, welche dem O-Ring 23 zum Wärmeübertrag vom Träger 11 zur Verfügung steht, gegenüber anderen Ausführungsformen leicht reduziert ist, so ist durch die abgerundete Grundform ein gleichmäßiger und besserer Kräfteübertrag erreicht. Dies kann die Standzeit und Zuverlässigkeit des Werkzeugs wesentlich erhöhen.
Auch führt die Querschnittsform aus vier Kreissegmenten sicher, dass ein entsprechender Hinterschnitt in der Nut 112 den O-Ring 23 zuverlässig hält. Während der dem Zielgegenstand und dem Träger zugewandten Außenflächen des O-Ringes 23 wieder durch einen ersten Radius rl (vgl. Figur 1A) beschrieben werden können, so können die Seitenflächen durch einen zweiten, kleineren Radius r2 beschrieben werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen können mit einem ersten Radius rl in einem Bereich von 4 mm bis 9 mm und einem zweiten Radius r2 in einem Bereich von 1 mm bis 3 mm erzielt werden. In diesen Ausführungsformen kann in vorteilhafter Weise ein Luftraum oder eine Bildung dessen in einem Bereich, in welchen der O-Ring die Nut berührt, wirksam vermieden werden. Dadurch kann ein guter Wärmeübertrag erzielt werden und auch das Auftreten von Lastspitzen an den Ecken und/oder Verquetschungen kann vermieden werden. Während die Vermeidung der Lastspitzen bzw. der Verquetschungen die Standzeit des O-Ringes erhöhen kann, kann mit einem erhöhten bzw. optimalen Wärmeübertrag auch eine erhöhte Verarbeitungsgeschwindigkeit mit dem Werkzeug insgesamt erzielt werden.
In Figur 2C ist eine Ausführungsform gezeigt, in welcher der Träger 11 einen Basissteg 112 aufweist, auf welchen der Steg in Form einer Beschichtung 24 aus dem vorgenannten zweiten Material aufgebracht ist. Die entsprechende Verbindung kann lösbar und unlösbar hergestellt werden, wobei die Flächen des Basisstegs 112 mit entsprechende, aber an sich bekannten, Verfahren vorbehandelt werden bevor die Beschichtung 24 zur Realisierung des Steges aus dem vorgenannten zweiten Material erfolgt.
In Figur 2D ist eine Ausführungsform gezeigt, in welcher der Träger 11 einen Basissteg 113 aufweist, auf welchen der Steg in Form einer Beschichtung 25 aus dem vorgenannten zweiten Material aufgebracht ist. In dieser Ausführungsform weist der Basissteg ein oberes Profil Z auf, welches unterhalb des gewölbten Bereiches W des Steges liegt. Das Profil Z kann außen jeweils abgerundete Erhöhungen und in der Mitte eine abgerundete Vertiefung aufweisen, und so etwa einem Zahnprofil entsprechen. Dieses Profil kann in vorteilhafter Weise die Kraft beim Aufdrücken des Werkzeuges auf eine Folie und einen Zielgegenstand gewollt verteilen, sodass ein optimaler Verschlussprozess stattfinden kann. Die entsprechende Verbindung zwischen Basissteg und Beschichtung kann wieder lösbar oder unlösbar hergestellt werden, wobei auch wenigstens Teile der Flächen des Basisstegs 113 wieder mit entsprechende, aber an sich bekannten, Verfahren vorbehandelt werden bevor die Beschichtung 25 zur Realisierung des Steges aus dem vorgenannten zweiten Material erfolgt.
Die Figuren 3A bis 3E zeigen schematische Schnittansichten von Werkzeugen gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in welchen das Werkzeug des Weiteren einen inneren Träger aus einem dritten Material aufweist. Dieses dritte Material kann das selbe sein wie das vorgenannte erste Material oder eines der folgenden bzw. eine beliebige Kombination mehrerer der folgenden Materialien: Zerspanbare Keramik, Keramik, glasfaserverstärkte Keramik, glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) , hochtemperaturfeste und/oder geschäumte Kunststoffe, geschäumte Silikate (Aerogele), Blähglas, und jeder weitere thermisch und mechanisch belastbare Isolierwerkstoff. Ferner kann das dritte Material und/oder der innere Träger zumindest teilweise mit einer Beschichtung zur Erzielung einer Lebensmittelkonformität versehen sein. Weiter vorzugsweise weist das dritte Material eine Dauergebrauchstemperatur von mindestens 250°C auf.
In Figur 3A ist schematisch das Werkzeug gemäß einer Ausführungsform mit dem inneren Träger gezeigt. Demnach weist das Werkzeug den inneren Träger 31 aus dem dritten Material auf. In dieser Ausführungsform setzt sich der Hinterschnitt der Nut in dem Träger 11 fort, sodass der Steg in Form eines O-Ringes 21 weiterhin spannungsfrei und zuverlässig gehalten werden kann.
In Figur 3B ist schematisch das Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform mit dem inneren Träger gezeigt. Demnach weist das Werkzeug den inneren Träger 32 aus dem dritten Material auf. Auch in dieser Ausführungsform setzt sich der Hinterschnitt der Nut in dem Träger 11 fort, sodass der Steg in Form eines 0- Ringes 21 weiterhin spannungsfrei und zuverlässig gehalten werden kann. Des Weiteren setzt sich der innere Träger 32 um eine Distanz d über das Ende der Wölbung W des Steges nach Außen fort, bzw. steht mit der Distanz d über. Der Betrag von d kann vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen 100 ym und 600 ym oder in einem Bereich zwischen 200 ym und 400 ym gewählt werden. Eine vorteilhafte Wirkung dieses herausragenden Abschnitts des inneren Trägers 32 kann ein weiteres Abpressen und/oder Glattziehen der Folie auf dem Zielgegenstand umfassen.
Des Weiteren umfasst der innere Träger 32 wenigstens in dieser Ausführungsform eine zentrale Aussparung 321, welche in vorteilhafter Weise der Folie während des Aufbringens Platz zur Ausdehnung bietet. Somit kann in einer weiteren vorteilhaften weise ein Verzug, ein Verknittern oder eine sonstige nachteilige Veränderung der Folie vermieden werden. Dies kann insbesondere von Bedeutung sein, wenn die Folie einen Bedruck aufweist, welcher durch das Aufbringen nicht oder nur unmerklich verändert werden soll. Außerdem ermöglicht die zentrale Aussparung 321 eine Ausdehnung der Folie nach oben, wenn sich die Folie bspw. als Deckel einer Becherverpackung aufbläht.
In Figur 3C ist schematisch das Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform mit dem inneren Träger gezeigt. Demnach weist das Werkzeug den inneren Träger 33 aus dem dritten Material auf. Auch in dieser Ausführungsform sind eine Distanz sowie eine zentrale Aussparung vorgesehen, jedoch zusätzlich noch eine Beabstandung von dem Träger 11 durch Distanzkronen 333. Diese Bereiche 333 können gleichzeitig als Führungsteil für lösbare Befestigungsmittel (Bolzen, Schrauben, Press- oder Steckverbindungen, Schnapphaken, Hinterschnitt etc.) dienen. Zusammen mit den Eigenschaften des dritten Materials kann durch die Beabstandung ein Wärmeeintrag in einem zentralen Bereich verringert werden. Dies kann in vorteilhafter Weise die Folie während des Aufbringens in diesem Bereich schützen und einen Verzug, ein Verschmelzen bzw. sonstige nachteilige Veränderungen wirksam verhindern.
In Figur 3D ist schematisch das Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform mit dem inneren Träger gezeigt. Demnach weist das Werkzeug den inneren Träger 34 aus dem dritten Material auf. Auch in dieser Ausführungsform sind eine Distanz, eine zentrale Aussparung und eine Beabstandung von dem Träger 11 vorgesehen. Zusätzlich sind sowohl in dem inneren Träger 34 und in dem Träger 11 Belüftungskanäle 335 vorgesehen, welche den Bereich der inneren Aussparung (vgl. Bezugszeichen 321 in Fig. 3B) nach Außen be- und entlüften können. Somit kann sich die Folie während des Aufbringens in vorteilhafter Weise ungehindert in die zentrale Aussparung hinein ausdehnen und des Weiteren bleibt die Folie beim Entfernen nicht durch einen Unterdrück an dem Werkzeug haften.
In Figur 3E ist schematisch das Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform mit dem inneren Träger gezeigt. Demnach weist das Werkzeug in dem Träger 11 wenigstens einen eingelassenes bzw. eingepasstes Magnet 35 auf, welcher einen Steg 26 mit ferromagnetischen Eigenschaften halten kann oder welche eine Anhaftung des Steges 26 wenigstens unterstützen. Die ferromagnetische Eigenschaft des Steges 26 kann bspw. durch die Verwendung entsprechender Füllstoffe (wie oben aufgelistet) erzielt werden. Der Magnete 35 kann einstückig ausgeführt sein und der Form des Steges 26 im Wesentlichen folgen oder es können mehrere einzelne Magnete 35 vorgesehen sein. Ein Magnet 35 kann ein Dauermagnet oder ein Elektromagnet sein. Außerdem kann ein Magnet 35 auch als magnetischer Bereich definiert sein, welcher durch entsprechend geleitete elektrische Kreisströme erzeugt wird .
Im Zusammenhang der Figuren 3A bis 3E wurden verschiedene Merkmale der entsprechenden inneren Träger 31 bis 34 beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen weitere sinnvolle Kombinationen, welche wegen der gebotenen Knappheit nicht ausdrücklich gezeigt werden. Diese weiteren Ausführungsformen umfassen jedoch wenigstens beliebige Kombinationen der Merkmale der Distanz d, die zentrale Aussparung 321, die Beabstandung 333 sowie der Belüftungskanäle 335.
Die Figuren 4A bis 4D zeigen schematische Draufsichten möglicher Verläufe von Stegen in Werkzeugen gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Figur 4A zeigt dabei schematisch einen runden bzw. kreisförmigen Verlauf eines Steges 21-1 und die Figur 4B einen rechteckigen Verlauf eines Steges 21-2. Es ist klar, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf reine geometrische Formen beschränkt sind, sondern auch beliebige, insbesondere den Eigenschaften des Zielgegenstandes geschuldeten Formen und Verläufe umfassen. So zeigt dabei die Figur 4C schematisch einen dreieckigen Verlauf eines Steges 21-3 stellvertretend für allgemein einen n-eckigen Verlauf. In all diesen Ausführungsformen können die Ecken abgerundet sein und/oder weitere abgeschrägte oder abgerundete Einmündungen aufweisen.
Die Figur 4D zeigt eine schematische Draufsicht gemäß einer weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in welcher das Werkzeug eine Vielzahl von Stegen 21-41, 21-42 und 21-43 innerhalb eines Bereichs für einen einzelnen Zielgegenstand (vgl. gestrichelte Linie) oder auch für mehrere Zielgegenstände gleichzeitig aufweist. Die Stege 21-41 und 21-42 folgen demnach beispielsweise einer beliebigen entsprechenden Form, wobei der der dritte Steg 21-43 keine zentrale Öffnung mehr aufweist und auf einen punktförmigen Bereich zusammengeschrumpft ist. Hier kann die Folie punktförmig auf dem Zielgegenstand aufgebracht werden und der Steg 21-43 kann durch eine Linse aus dem zweiten Material geformt sein.
Die Figur 5 zeigt schematisch einen Einsatz des Werkzeuges beim Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, soll ein Werkzeug 11 eine Folie 4 auf einen Zielgegenstand 6 unter Einwirkung von Wärme und Druck aufbringen. Dafür wird der Zielgegenstand (bspw. ein Behälter für ein Lebensmittel wie etwa ein Jogurtbecher) in eine Halterung 5 eingebracht. Ein Rand 61 des Bechers 6 liegt auf dieser Halterung 5 auf und die Folie 4 kann somit mithilfe des Werkzeugs 11 auf den Rand 61 aufgepresst werden. Hierfür wird der Steg 21 des Werkzeugs 11 auf eine Zieltemperatur gebracht bzw. gehalten und unter einem wohldefinierten bzw. gesteuerten Druck auf den Rand 61 gefahren. Dabei wird die Folie 4 im Bereich des Randes 61 auf den Zielgegenstand aufgebracht, indem die Materialien der Folie 4 sowie des Randes 61 verpresst, verschweißt und/oder anderweitig miteinander verbunden werden.
Die Figur 6 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm einer Verfahrensausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das entsprechende Verfahren dient zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck und umfasst zunächst einen Schritt S1 eines Bereitstellens eines Werkzeuges umfassend einen Träger aus einem ersten Material und einen Steg aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg auf dem Träger angeordnet ist, und wobei der Steg wenigstens einen Bereich aufweist, welcher nach außen gewölbt ist. Auch jedes andere Werkzeug gemäß einer der beschriebenen oder umfassten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Das Verfahren umfasst weiter einen Schritt S2 eines Ein bringens des Zielgegenstandes in eine Halterung und einen Schritt S3 eines Bereitstellens und Anordnens der Folie zwischen dem Zielgegenstand und des Werkzeuges.
In einem Schritt S4 eines Erzielens einer Zieltemperatur auf den Steg des Werkzeuges wird der Träger und/oder andere Teile des Werkzeugs, vorzugsweise gesteuert oder geregelt, aufgeheizt, sodass sich auf oder im Steg eine gewünschte Zieltemperatur einstellt. Der gewölbte Bereich des Steges hat somit eine gewünschte Temperatur (bspw. in einem Bereich von 130 °C bis 230 °C) , sodass bei Kontakt zur Folie diese auf den Zielgegenstand aufgeschweisst werden kann. In einem Schritt S5 eines gesteuerten Heranfahrens und Aufpressen des Werkzeugs auf zumindest einen Teil des Zielgegenstandes wird sodann die Folie mit zumindest diesem Teil verbunden bzw. mit diesem unter Einwirkung von Druck und Wärme aufgeschweisst .
Im obigen Zusammenhang wurde ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Schritten S1 bis S5 in dieser Reihenfolge beschrieben. Es versteht sich, dass weitere Ausführungsformen diese Schritte in abweichender und/oder gleichzeitiger Reihenfolge umfassen können. So ist es lediglich erforderlich, dass die Schritte S1 bis S4 vor dem Schritt S5 stattfinden, wobei ferner der Schritt S4 allgemein gleichzeitig im Sinne einer Temperaturregelung laufend und gleichzeitig mit den anderen Schritten ausgeführt werden kann.
Obwohl nun detaillierte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, sollten diese lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Wirkungen dienen. Der Schutzumfang ist durch die folgenden Patentansprüche definiert und soll nicht durch die detaillierte Beschreibung eingeschränkt werden .

Claims

Ansprüche :
1. Werkzeug zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck, umfassend einen Träger aus einem ersten Material und einen Steg aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg auf dem Träger angeordnet ist, und wobei der Steg wenigstens einen Bereich aufweist, welcher nach außen gewölbt ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, wobei der Steg geschlossen entlang eines Umfangs, vorzugsweise ring- oder kreisförmig, auf dem Träger angeordnet ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2 , wobei der Träger einen Basissteg aufweist, auf welchen der Steg in Form einer Beschichtung aufgebracht ist.
4. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Träger eine entlang dem Umfang geschlossene Nut aufweist und der Steg in Form eines O-Ringes in der Nut angeordnet ist.
5. Werkzeug nach Anspruch 4, ferner aufweisend einen inneren Träger aus einem dritten Material, welcher entlang seinem äußeren Umfang einen Teil der Nut ausbildet.
6. Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Nut einen
Hinterschnitt aufweist.
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der nach außen gewölbte Bereich des Steges einen äußeren Umfang aufweist, welcher größer ist als ein äußerer Umfang eines Bereiches des Zielgegenstandes, auf welchen die Folie aufgebracht wird.
8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Träger eine Aussparung zur Aufnahme einer Bombage der Folie aufweist .
9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zweite, elastische Material eine ferromagnetische Eigenschaft aufweist und das Werkzeug einen Magneten aufweist, um den Steg zu halten oder dessen Anhaftung zu unterstützen.
10. Verfahren zum Aufbringen einer Folie auf einen
Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck, umfassend die Schritte eines Bereitstellens eines Werkzeuges umfassend einen Träger aus einem ersten Material und einen Steg aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg auf dem Träger angeordnet ist, und wobei der Steg wenigstens einen Bereich aufweist, welcher nach außen gewölbt ist,
eines Einbringens des Zielgegenstandes in eine
Halterung,
eines Bereitstellens und Anordnens der Folie zwischen dem Zielgegenstand und des Werkzeuges,
eines Erzielens einer Zieltemperatur auf den Steg des Werkzeuges, und
eines gesteuerten Heranfahrens und Aufpressen des Werkzeugs auf zumindest einen Teil des Zielgegenstandes, sodass die Folie mit zumindest diesem Teil verbunden wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bereitstellen eines Werkzeuges das Bereitstellen eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
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