WO2020064675A1 - Konturformendes schweisswerkzeug zum impulsschweissen sowie konturformendes impulsschweissverfahren für eine als beutel ausgebildete medizinische verpackung - Google Patents

Konturformendes schweisswerkzeug zum impulsschweissen sowie konturformendes impulsschweissverfahren für eine als beutel ausgebildete medizinische verpackung Download PDF

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welding
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Joern WITTORF
Gerald Wegner
Tobias LENHARDT
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Fresenius Kabi Deutschland Gmbh
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    • B29C66/8122—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the composition of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81261—Thermal properties, e.g. thermal conductivity, thermal expansion coefficient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/84—Specific machine types or machines suitable for specific applications
    • B29C66/849—Packaging machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/919—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux characterised by specific temperature, heat or thermal flux values or ranges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/94—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time
    • B29C66/949—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time characterised by specific time values or ranges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7148—Blood bags, medical bags

Definitions

  • the invention relates to a welding tool for pulse welding plastic films for medical packaging designed as a bag.
  • the invention also relates to
  • the invention further relates to a medical packaging designed as a bag, which is produced by the method according to the invention.
  • Medical bags consisting of a welded film are known.
  • polyolefin films are used to manufacture such medical packaging.
  • the welding jaws comprise a heated area and an adjacent cooled area.
  • the welding jaws are pressed onto the film during the welding process. Due to the adjacent cooled area, the welding jaws always rest on an area of non-plasticized film during this welding process, so that the welding jaws are held apart by the film itself. This prevents the material of the weld seam from being displaced to the sides.
  • the result is that the foils in the area of the weld seams have essentially the same material thickness as that
  • a port is a connection system for removing or supplying liquids.
  • a port can be provided, for example, by a hose section or by an injection molded component.
  • a port can be a so-called
  • a welding boat is shown, for example, in the patent EP 1 605 891 B1 (Fresenius Kabi Kunststoff GmbH).
  • the invention has for its object a welding tool and a welding method and one with a
  • the object of the invention is achieved by a welding tool, by a method for welding a film and by a medical packaging designed as a bag according to one of the independent claims.
  • Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the
  • the invention provides for the film material, which is plasticized by heating and thus flowable, to be displaced or displaced in a targeted manner by increasing the sealing surface into an inner, edge-side depression of the sealing surface.
  • the displaced film material is piled up or collected there, so to speak. After the film material has solidified, this results in a thickening or reinforcement of the film in the area of the inner weld seam.
  • the contour of the film is increased there in a cross section. That displaced
  • Foil material can also have shape and / or dimensional tolerances
  • the film material can also be displaced laterally along the weld seam by the elevation.
  • the invention provides a welding tool for pulse welding a plastic film of a, preferably medical, packaging.
  • the welding tool comprises a welding jaw with a sealing strip which extends along the welding jaw and can be pressed onto the film.
  • the sealing strip comprises a heatable sealing surface to form a weld seam in order to plasticize the plastic material of the film adjacent to the sealing surface.
  • the welding tool is particularly characterized in that the sealing surface has an elevation and an inner, edge-side depression.
  • Welding tool for pulse welding a plastic film of a, preferably medical, packaging comprising
  • the sealing bar for the formation of a weld seam comprises a heatable sealing surface in order to plasticize at least the plastic surface of the film adjacent to the sealing surface, and has an adjacent inner clamping area and an adjacent outer clamping area for clamping the film during welding of the film,
  • the sealing surface has an elevation, preferably arranged in a central region of the sealing surface, in particular for displacing plasticized plastic material of the film, an edge-side inner region of the sealing surface adjacent to the inner clamping region being recessed at least in sections with respect to both inner clamping area and is arranged opposite the elevation.
  • the central region of the sealing surface is preferably located between the inner region of the sealing surface and an outer region of the sealing surface.
  • the plasticized plastic material of the film can be specifically shifted into the inner, edge-side area of the weld seam produced and accumulated there. This will make the film thickness in this area
  • the plastic material can in particular also be moved laterally along the weld seam.
  • Elevation and / or the depression can be provided by profiling the sealing surface.
  • the deepening which is also called
  • deepened inner area can be provided, for example, by an at least sectionally concave structure or by a kind of step.
  • the sealing strip has on the edge side of the sealing surface the adjacent inner clamping area and the adjacent outer clamping area for clamping the film during welding of the film. This will during the
  • the inner clamping region and the outer clamping region are preferably provided during the welding at a temperature which is below a
  • the plasticizing temperature of the film to be welded lies.
  • the plastic material plasticized in the area of the sealing surface cannot or can not substantially in the
  • a free, directed material flow is made possible in particular by the combination of the clamping area and the profiling, in particular configured by the elevation and the depression.
  • the material flow takes place, in particular, transversely (transversely) to the weld seam into the depression around the
  • the welding tool comprises at least one, preferably two, welding jaws which can be pressed onto a film or
  • the welding jaw extends along the
  • the sealing surface can be heated in such a way as to heat and melt a plastic material of the film to be welded which is adjacent to the sealing surface.
  • the elevation is a structural elevation that protrudes from the surface of the sealing surface.
  • the elevation is provided by a plateau which protrudes from the surface of the sealing surface.
  • the plateau can be made completely or in sections flat, inclined and / or curved, in particular in a cross-sectional view.
  • Embodiment of the invention provided as a strip-shaped contour on the sealing surface.
  • the increase takes up 20% to 60%, preferably 30% to 50%, of the width of the sealing surface.
  • the plateau is provided with a width between 1.5 and 2.5 mm, preferably between 1.8 and 2.2 mm.
  • the elevation is provided with a height between 10 and 100 ⁇ m, preferably between 20 and 60 ⁇ m.
  • the corresponding values then result for the area of the weld seam which is reduced in thickness.
  • the area of the weld seam which is reduced in thickness takes up 20% to 60%, preferably 30% to 50%, of the width of the weld seam.
  • the area of the weld seam with a reduced thickness is between 1.5 and 2.5 mm, preferably between 1.8 and 2.2 mm,
  • the recessed inner area of the sealing surface is in one embodiment of the invention as a strip-shaped contour in the sealing surface
  • the deepened inner takes
  • the recessed inner region is provided with a depth between 10 and 100 ⁇ m, preferably between 20 and 60 ⁇ m.
  • the corresponding values then result for the inner area of the weld seam which is enlarged in thickness.
  • the area of the weld seam which is increased in thickness takes up 30 to 70%, preferably 40 to 60%, of the width of the weld seam.
  • the area of the weld seam which is increased in thickness is between 2 and 3 mm wide,
  • the inner region on the edge is the
  • Sealing surface is in particular that area of the
  • the inner area of the weld is the area that is adjacent to the interior of the bag.
  • an edge-side, outer area of the sealing surface can also be arranged recessed with respect to the elevation and with respect to the outer clamping area.
  • the outer area of the sealing surface is in particular that area of the
  • the outer area of the weld seam is the area that connects to the exterior or the surroundings of the
  • Bag adjoins. This allows a weld to be made, both on the inside and on the inside
  • the edge-side, adjacent to the outer clamping area is the outer area of the sealing surface arranged higher than the inner area of the sealing surface adjoining the inner clamping area.
  • the weld seam formed is thicker on the inside than on the outside.
  • the outer area of the sealing surface on the edge in particular essentially, can be at the same level as the adjacent outer clamping area. This allows the outer edge
  • Welded area are produced with a thickness which corresponds essentially to the sum of the film thickness.
  • the outer area of the sealing surface extends over a width of 5% - 30%, preferably 10% - 20%, of the width of the sealing surface.
  • the outer area of the sealing surface is provided with a width between 0.2 and 1.5 mm, preferably between 0.5 and 1.0 mm. The corresponding values then result for the outer area of the weld seam.
  • the outer area of the weld seam extends over a width of 5% to 30%, preferably 10% to 20%
  • Width of the weld is provided with a width between 0.2 and 1.2 mm, preferably between 0.4 and 0.9 mm.
  • the plateau lies in the middle area of the sealing surface.
  • the plateau can be arranged approximately centrally in the sealing surface, for example. It is preferably not arranged symmetrically in the sealing strip. In one embodiment, the plateau is offset in the direction of the outer region of the
  • the longitudinal axis of the elevation is preferably also offset laterally outwards with respect to the longitudinal axis of the heating conductor.
  • the increase ends in a direction towards the inside
  • Embodiment in the area of the heating conductor and extends in the direction of the outside beyond the heating conductor. Thereby sufficient heat input can be guaranteed in this area of the sealing surface.
  • the plateau or the elevation preferably borders on the inside of the recessed inner region of the sealing surface and in the process, preferably directly, transitions into the recessed region, in particular without an intermediate step.
  • the increase in combination with the outer area of the sealing surface, which is at the same height as the outer clamping area of the sealing bar, and the inner area of the sealing surface, which is recessed relative to the elevation and the outer clamping area of the sealing bar, the increase represents a Asymmetrical step in an upper side of the sealing bar. Because the increase has a greater height in the direction of the inner sealing surface than in the direction of the outer sealing surface.
  • the increase in the sealing surface serves to move the softened plastic material. This is shifted in particular into the adjacent inner, recessed area of the sealing surface.
  • a displacement volume VV can thus be assigned to the increase in the cavity formed.
  • Sealing surface can be assigned a recording volume AV.
  • the displacement volume VV of the increase is larger than the absorption volume AV of the recessed inner region. This allows a sufficient amount of material to fill the recessed inner area and of
  • any existing defects in the film and / or a port are provided.
  • the recessed inner area represents a depression.
  • the inner area of the sealing surface is preferred Embodiment of the invention arranged not only in sections but completely recessed with respect to the elevation and the inner clamping area.
  • the inner area of the sealing surface is preferred Embodiment of the invention arranged not only in sections but completely recessed with respect to the elevation and the inner clamping area.
  • recessed, inner region of the sealing surface configured as a trench that extends along the sealing surface.
  • the recessed, inner area of the sealing surface starts on the outside in the area of the heating conductor and extends towards the inside beyond the heating conductor (in a cross-sectional view). This ensures sufficient heat input into this inner area of the sealing surface. This also ensures that the inner end of the weld seam is in the recessed and thus in the reinforced area.
  • the longitudinal axis of the recessed inner region of the sealing surface is preferably offset laterally inwards relative to the longitudinal axis of the heating conductor.
  • the recessed, inner region of the sealing surface has a section in sections
  • Depth decreases in the direction of the inner clamping area and merges, preferably directly, into the inner clamping area.
  • the recessed, inner region of the sealing surface has a decreasing depth in sections in the direction of the elevation and, preferably directly, merges into the elevation.
  • the welding tool comprises a membrane which bulges when heated and which comprises at least the sealing surface.
  • Seal surface understood in the unloaded state, i.e. if this is not due to a counterforce caused, for example, by the material of the weld seam that cannot be displaced is present is retained.
  • the block, the part of which the membrane is preferably, is made according to one embodiment of the invention from a material with low thermal expansion, in particular from an iron-nickel alloy.
  • At least the part of the block which comprises the sealing strip or the membrane consists of a material with a coefficient of thermal expansion at 20-300 ° C. of less than 10, preferably less than 5, and particularly preferably less than 2 * 10 _6 / K.
  • the welding tool comprises a heat sink, which in particular includes
  • Liquid is cooled. There is a on the heat sink
  • An upper part with the sealing strip, which extends along the heating conductor, is preferably placed on the heat sink.
  • the heat sink comprises a projection which projects into the block with the sealing strip or with the membrane and / or on which the heating conductor is placed.
  • the heating conductor is arranged directly adjacent to the sealing strip or to the membrane and is preferably in direct contact with the sealing strip or with the membrane.
  • Heating conductor and the sealing strip or membrane available.
  • the sealing strip or the membrane preferably the entire underside of the block, with an insulating coating, in particular with an electrically insulating oxide layer and / or ceramic layer, such as a metal or semimetal layer,
  • the insulating layer preferably has a thickness of less than 50 ⁇ m, particularly preferably less than 10 ⁇ m. In particular, it is a layer deposited by means of a plasma process.
  • the welding tool comprises an upper part with at least one recess. This is for receiving the weld-in section,
  • the welding tool is designed in such a way that the sealing surface in the area of the weld-in section is warmer or more heatable than in one
  • the sealing surface in the area of the weld-in section of a port is therefore heated up more, in particular at least temporarily by at least 20 ° C. Since in the area of the port, in particular in its weld-in section, the welding jaw and thus the sealing surface are not directly and only separated from the other by the two foils
  • Energy input is advantageous in order to plastify the material in this area at about the same speed. This enables a one-step manufacturing process.
  • the port can be welded into the weld at the same time as the weld is being made.
  • Various technical solutions are provided to achieve this.
  • the cross section of the heating conductor itself can be tapered in the area of the recess, so that it becomes hotter in the area in which the welding boat is to be connected to the film.
  • the welding jaw in particular the sealing bar or the membrane of the
  • Welding jaw be formed somewhat thinner in the area of the recesses for the port, so that an improved one
  • the thickness of an insulating layer in particular one
  • Silicone layer, via which the heating conductor is connected to a heat sink, is selected to be somewhat larger in this area.
  • the heating conductor in the area of the recesses for the port is cooled less well, which results in a higher temperature during heating.
  • the invention further relates to the use of the welding tool described above for producing a
  • the welding tool described above can preferably also be used in the method described below.
  • the above-mentioned features of the welding tool can therefore also be features of the welding method described below.
  • the features of the welding process mentioned below can also be features of the welding tool described above.
  • the invention also relates to a method for
  • the invention relates to a pulse welding method for welding the film of a medical packaging.
  • Pulse welding is part of the manufacturing process of a pharmaceutical product. Therefore, the aforementioned method of filling can also be described as a method of manufacturing a pharmaceutical product.
  • Pulse welding a plastic film in a, preferably medical, packaging Pulse welding a plastic film in a, preferably medical, packaging.
  • the welding tool described above is used in the method.
  • a welding jaw of the welding tool with a heatable sealing surface is used to form a
  • a cavity is formed in the welding tool during the welding process, in that the film is on the edge of the
  • Sealing surface during the welding process by a cooler one compared to the sealing surface, which extends to the edge of the sealing surface, preferably the inner and / or outer surface
  • plasticized plastic material of the film by an increase in the sealing area, preferably arranged in a central area, preferably at least transversely to the sealing area, into an inner section which is recessed at least in sections and adjoins the clamping area
  • the area of the sealing surface is at least partially recessed, both in relation to the inner clamping area and in relation to the elevation.
  • at least one is free, transverse (transverse to the weld seam) and optionally lateral (along the
  • weld seam directed material flow enables.
  • the film thickness in the inner area of the weld seam can be increased, and thus the film in this inner area
  • the clamping area is cooler or cooler so that it is provided with a temperature that is below the
  • the plasticizing temperature of the film to be welded lies.
  • the temperature of the clamping area during welding is a maximum of about 20 ° C. above room temperature.
  • the welding jaw of the welding tool is preferably continuously cooled with a fluid, for example water, by means of a heat sink, and the sealing surface is heated in pulses for a limited time by means of the heating conductor.
  • the film thickness is the thickness of the film (s) with which the film (s) is or will be provided for welding.
  • the film thickness in the outer area of the edge is the thickness of the film (s) with which the film (s) is or will be provided for welding.
  • the weld seam is retained, preferably essentially, if it deviates from the thickness of the film (s) with which the film (s) was provided by at most ⁇ 10%.
  • a welding jaw with a heatable sealing surface is pressed onto the film, the film
  • At least one weld-in section of a port is also welded into the weld seam, preferably simultaneously.
  • the welding section of the port is preferably provided by a welding boat.
  • the weld-in section can also be provided by a type of pipe or hose section.
  • the sealing surface is preferably heated more strongly in the region in which the port is also welded in than in an adjacent region of the sealing surface in which two foils are welded together.
  • the clamping jaw is pressed on so strongly that, at least at the beginning of the welding process, a force of 0.05 to 5, preferably 0.1 to 1 N / mm 2 , averaged over the sealing surface and the clamping area, results.
  • the film is a spacer for the during the welding process
  • Welding boat of the port forms a closed cavity, which can be found comparable in an injection molding process.
  • the plasticized, in particular molten plastic material is not pressed in any significant way next to the weld.
  • the sealing surface is first heated during a welding process, so that the plastic material adjacent to the sealing surface is plasticized in order to form a material connection. The heating is then switched off and, as soon as the plastic material has solidified, the welding jaw is lifted off.
  • Plasticizing the plastic material is understood to mean heating that the plastic at least begins to melt into a liquid one
  • the force in the area of the sealing surface is preferably at least temporarily and at least in sections 1.5 times higher than in the adjacent clamping area.
  • this further ensures that a closed cavity is formed in the area of the weld seam.
  • volume is present. Such a volume is present in particular through the depression in the inner region of the sealing surface. Such a volume can also be present, for example, due to manufacturing-related tolerances. Such tolerances can in particular on the outside of the
  • the surface pressure is converted into a pressure in the cavity, which allows the molten material to flow into the cavities, in particular transversely (transverse to the weld seam length) and optionally laterally (in the direction of the weld seam length).
  • Possible sink marks can be filled in, in particular, by the greater force per area in the area of the sealing area, that is to say in the area of the weld seam that forms.
  • the sealing surface is in particular designed as a heatable line or strip-shaped surface, which during a
  • Sealing surface can be done in particular with a resistance heated heating conductor.
  • the sealing surface together with the adjacent clamping area can have a recess.
  • the shape of the recess is adapted to the shape of the welded-in section of a port. In one embodiment of the invention, their shape is tapered at the edges
  • the welding boat is a welding section formed in a ship shape and can therefore also be referred to in short as a ship-shaped welding section.
  • the higher force per surface in the area of the sealing surface is achieved by a bulging membrane which encompasses the sealing surface.
  • a membrane is preferably thin-walled
  • the membrane is preferably fixed at the edge. As soon as the membrane is heated during a welding cycle, it expands and, at least when there is no opposing force, bulges forward, that is, in the direction of the film on which pressure is exerted.
  • the underside of the membrane preferably lies, in particular on a heating wire. It is only possible to bulge forward.
  • the method according to the invention is in particular a
  • the Cycle time i.e. the time from placing the welding tool, heating the sealing surface, cooling and lifting the
  • Welding tool less than 10, preferably less than 8 and particularly preferably less than 5 seconds.
  • the membrane is in particular designed in such a way that it bulges in the unloaded state, that is to say without counterforce through an adjacent film, at least 10 ⁇ m, preferably at least 15 ⁇ m, in the direction of the film.
  • the membrane is preferably part of the upper part of a
  • Welding jaw and is preferably in one piece with one
  • the upper part is preferably designed as a block, which comprises the membrane.
  • the membrane is provided by thinning the block in the area of the membrane.
  • the block does not expand or at least less, so that the membrane in the
  • Transition area to the block is clamped and bulges, since the block does not follow the expansion of the membrane.
  • a welding jaw with a sealing surface which has at least one elevation, preferably a plateau, protruding from a surface of the sealing surface and a depression.
  • the sealing surface the height of which in the outer edge-side area can match the height of the outer clamping area, can therefore have a thickened area in the form of a plateau and a thinned area in the form of a depression.
  • the elevation, preferably the plateau, is preferably designed as a plate-shaped contour or elevation which extends in the central region along the main direction of extent of the sealing surface.
  • Sealing surface arranged increase lies between the inner region of the sealing surface, which is in the direction of the
  • Bag interior connects, and the outer area of the
  • material that is in the molten state can be set in motion by the plateau and possible cavities, such as e.g. the depression, fill up.
  • the membrane has to bulge sufficiently, but also not to be so thin that the risk of
  • Tear in one embodiment of the invention there is a thickness of 100-1500 gm, preferably 300-600 gm.
  • a multilayer film in particular a multilayer polyolefin film, such as a polypropylene or polyethylene film, is welded.
  • Such multilayer films have improved properties with regard to their tear strength. It has been found that multilayer films in particular can also be securely connected by the method according to the invention.
  • the film used for the process preferably has a thickness of 100 to 500 gm, particularly preferably 150 to 300 gm. Regardless of whether a single-layer or multi-layer film is used, it is provided according to one embodiment of the invention that the entire film during the
  • Welding process is plasticized.
  • all layers of a multilayer film can be plasticized during the welding process. All the material in the
  • the invention can also relate to the use of a multilayer film which has a thin layer of a material which melts at a lower temperature and which is known as
  • Adhesive layer serves. With this configuration, the entire material does not have to be plasticized in the area of the weld seam.
  • the invention further relates to a bag
  • the bag comprises foils welded together.
  • the bag comprises at least one weld seam, which at least in sections is opposite one
  • adjacent adjacent area has thinned or reduced in area.
  • the neighboring area is divided on the one hand by an inner area on the edge
  • This edge-side, inner area of the weld seam is the area of the weld seam that connects to the Interior of the bag adjoins. In the case of a filled bag, this area of the weld seam borders, for example, on the liquid contained in the bag.
  • the weld seam has a thickness which is greater than a total thickness of the two foils provided.
  • the invention can be described by a medical packaging designed as a bag, which comprises foils welded together,
  • the bag comprises at least one weld seam, which at least in sections opposite one
  • the neighboring area is provided by an inner edge region of the weld seam and by an outer edge region of the weld seam, and
  • the inner edge region of the weld seam has a thickness Di which is at least in sections greater than a total thickness of the foils welded to one another, the total thickness being the sum of the individual thicknesses D
  • the thickness Di of the weld seam in the inner region at the edge is at least in sections 2D ⁇ Di ⁇ 2.5 D and a thickness Dp of the weld seam in the area of reduced thickness is at least in sections 0.5 2D ⁇ Dp ⁇ 2D and a thickness D E of Weld seam in the outer area is at least in sections 0.8 2D ⁇ D E ⁇ 1.2 2D.
  • the neighboring area can also be through an edge-side, outer area of the weld seam to be provided.
  • the outer area of the weld describes the area that is adjacent to the external environment.
  • the edge-side, outer region preferably has
  • Weld seam a thickness which essentially corresponds to a thickness of the film or an overall thickness of the films.
  • the thickness of the film describes the film thickness with which the film was provided.
  • the total thickness describes the sum of the film thicknesses of the two films provided, which are welded together.
  • the thickness of the weld seam corresponds, preferably in
  • the thickness of the film if it deviates by at most ⁇ 10%.
  • the thickness of the weld seam corresponds, preferably essentially, to the total thickness of the two foils if it deviates by at most ⁇ 10%.
  • This thinned area is designed in particular as an impression of the elevation described above, for example the plateau described at the beginning.
  • the weld is due to the pressure generated by the increase, e.g. through the plateau, reduced in thickness.
  • the thinned or reduced area extends in particular over a width of 20% - 60%
  • the thinned area can, for example, extend in a strip shape along a region of the weld seam. In particular, it can form a strip along a central region of the weld seam.
  • the thickness Dp of the weld seam in the area of reduced thickness is smaller than a sum of the individual thicknesses D of the foils.
  • the Thickness Dp of the weld seam in the area of reduced thickness preferably at least in sections, 0.5 2D ⁇ Dp ⁇ 2D, preferably 0.6 2D ⁇ D p ⁇ 0.9 2D, particularly preferably 0.7 2D ⁇ D p ⁇ 0.8 2D. If two foils of different foil thickness Dl and D2 should be welded together, 2D is replaced by the sum Dl + D2.
  • the thickened area is in particular designed as an impression of the depression described above.
  • the weld seam is increased in thickness due to the material displaced by the increase.
  • the area which is thickened or increased in thickness extends in particular over a width of 30% -70%, preferably 40% -60%, of the width of the weld seam.
  • the raised area can, for example, extend in a strip shape along a region of the weld seam. In particular, it can form a strip along an inner, preferably edge-side, region of the weld seam.
  • the area reduced in thickness and the area enlarged in thickness run parallel to one another.
  • thickened inner area preferably at least
  • the thickness Di of the weld seam in the reinforced region is at least in sections 2D ⁇ Di ⁇ 2.5 D, preferably 1.1 2D ⁇
  • the reinforced, inner region of the weld seam is wider than the region with reduced thickness and / or wider than the outer region of the weld seam.
  • the area reduced in thickness is wider than the outer area of the weld seam.
  • the weld seam can comprise at least one welded-in port.
  • the weld seam can comprise a port with a welding boat.
  • the weld seam is preferably between 1 and 10 mm,
  • a sealing strip which produces the weld seam is preferably between 5 and 15, particularly preferably between 6 and 12 mm, wide.
  • a pharmaceutical product is also within the scope of the invention. It comprises an embodiment of a medical packaging designed as a bag, as described above.
  • the bag is medical
  • Filled liquid which preferably contains an active ingredient.
  • a medical fluid is, for example, an intravenous fluid. Examples of one too
  • administering liquid are a saline solution, a glucose solution, a nutrient solution for the parenteral
  • Nutrition an emulsion or the like.
  • the active ingredients can be dissolved and / or dispersed in the liquid
  • the packaging is preferably filled via the port. After filling, the packaging is closed in a fluid-tight manner, for example by putting a cap on the port. In addition, the packaging can be sterilized after sealing, preferably autoclaved.
  • Fig. 1 is a schematic view of a medical packaging according to the invention, which is designed as a bag.
  • Fig. 2 is a sectional view of the welding tool.
  • FIG. 3 is a detailed view of FIG. 2.
  • FIG. 3a and 3b are detailed views of FIG. 3, in which the design of the heating conductor and the limit of the clamping area are shown.
  • Fig. 4 is a perspective view of a welding jaw with the bag in place and the top part partially removed.
  • Fig. 5 is a detailed perspective view of a
  • FIG. 6 is an inside perspective view of the top of a welding jaw.
  • FIG. 7 is a detailed perspective view of the area of a recess for the welding boat of a port in a welding jaw.
  • Fig. 7a is a perspective view of the port area of a bag which is the same as that shown in Fig. 7
  • Welding jaw which is used for the welds, at where two foils are directly connected to each other (without a port weld-in boat).
  • Fig. 8a is a detailed view of the sealing bar of the welding jaw shown in Fig. 8.
  • Fig. 9 is a sectional view of the area of the sealing surface of the sealing bar shown in Fig. 8a.
  • FIG. 9a is a schematic sectional view SF / F of the area of a weld seam (see FIG. 1 in this regard) which is produced with the welding tool shown in FIGS. 8, 8a and 9.
  • FIG. 10 is an enlarged detail view of FIG. 2.
  • FIG. 10a and 10b are detailed views of FIG. 10, in which the details of the sealing bar are shown.
  • FIG. 10c shows the enlarged detailed view from FIG. 10 with microscopic sectional views of the weld seam.
  • 11 is the section SP / F of a weld seam in the area of the weld-in boat of a port (see FIG. 1), which is produced, for example, with the welding tool shown in FIG. 4.
  • FIG. 11a shows a detailed view of the port area of a bag which is produced with the welding tool shown in FIG. 11.
  • Fig. 1 shows a medical designed as a bag 1
  • the bag 1 comprises two ports 2, 3, in which one port 2 is provided for supplying and another port 3 for removing liquid.
  • the invention can also relate to bags 1 which comprise only one port 2 or 3 or a plurality of ports 2, 3 (not shown here).
  • a bag 1 can have one to four ports 2, 3.
  • the bag 1 can, for example, with a
  • Such bags 1 can be filled with saline. Such bags 1 can
  • Liquid for example solution
  • the ports 2, 3 are welded in and each include a weld-in section 5.
  • the examples shown here show the weld-in section 5 each in the form of a weld-in boat 5 (see also FIGS. 4,
  • the welded sections 5 can also be in the form of a pipe or hose section.
  • the welding boats 5 are also welded into the edge of the bag during the welding of the weld 6, which is also referred to as a transverse weld seam, and are therefore covered by the film 9 from which the bag 1 is made.
  • the bag 1 consists, for example, of a multilayer film based on polyolefin, in particular the bag 1 consists of a polyethylene or polypropylene film.
  • the bag 1 is also designated by the edge-side welds, also known as longitudinal welds
  • the bag 1 here also comprises a hanger 4.
  • the welding tool shows a schematic sectional view of parts of the welding tool by means of which the foils 9 are welded to one another or the foils 9 are welded to the port 2, 3.
  • the welding tool also includes the mechanism (not shown here) for moving the
  • Control electronics among other things to control the
  • the welding jaws 10a and 10b are used to form a weld seam 6,
  • Each welding jaw 10a, 10b comprises a heat sink 12a and 12b and an upper part 11a, 11b.
  • the heat sinks 12a and 12b protrude into the respective upper part 11a and 11b.
  • the upper parts 11a and 11b mentioned each comprise a sealing surface 17 and are pressed onto the foils 9.
  • the lower part 28a, 28b of the respective welding jaw 10a, 10b each comprises a cooling channel 29a, 29b, which extends along the cooling body 12a, 12b and over which the Cooling body 12a, 12b is continuously cooled by passing cooling liquid through it.
  • the upper part 11a / 11b rests on the lower part 28a / 28b and is cooled by the lower part 28a / 28b.
  • FIG. 3 is a detailed view of FIG. 2, in which it can be seen that a heat conductor 13 is arranged on each of the heat sinks 12a, 12b. A membrane 15 is heated via the heating conductor 13 in order to close the plastic material of the foils 9
  • the welding process is carried out in pulse mode.
  • the heat sink 12a, 12b is continuously with a
  • Liquid cooled and the heating conductor 13 heated in pulses for a limited time.
  • the membrane 15, which rests on the foils 9 heats up to a temperature of preferably 180 ° C. to 350 ° C. and plastifies the foils 9 in the region of the
  • the foils 9 are plasticized or softened in such a way that to form the weld seams 6, 7 and 8, the foils 9 glue to one another and / or the foils 9 to the weld-in section 5 of a port 2, 3.
  • the boundaries 20 of the weld seam 6 illustrated here are indicated by the dashed lines.
  • the weld seam 6 is wider than the heat conductor 13.
  • the heat conductor 13 is preferably between 10 and 30%, particularly preferably between 15 and 25%, narrower than the weld seam 6.
  • the heat conductor 13 is preferably between 3 and 6 mm wide.
  • the clamping region 16 extends at the edge of the boundary 20 of the weld 6.
  • the surface of the welding jaw 10, 10a / 10b jumps at the edge of the Clamping area 16 back, since the sealing surface 17 and
  • Clamping areas 16 are designed as a sealing strip 32 protruding from the surface of the welding jaw (see also FIGS. 8 and 8a).
  • the membrane 15 is preferably formed in one piece with the remaining upper part 11, 11a, 11b.
  • the area of the membrane 15 comprises the sealing surface 17 of the respective welding jaw 10,
  • the membrane 15 preferably has a thickness of only 250-600 gm and is delimited on the edge by a solid block, which together forms the respective upper part 11a,
  • the membrane 15 can heat up quickly when the heating conductor 13 is switched on and, after the heating conductor 13 has been switched off, cool down again quickly due to the permanent cooling. This enables one
  • the adjacent clamping area 16 (see also below in the text) cannot heat up significantly as a result.
  • the membrane 15 is clamped during the heating and, if necessary due to the thermal expansion, can bulge slightly forward, ie in the direction of the film 9. As a result, a greater force per area and thus an additional pressure is exerted on the weld 6. This allows the
  • the clamping area 16 of the respective welding jaw 10a, 10b adjoining the boundary 20 of the weld seam 6 is so cold that the material in this area is not plasticized.
  • the welding jaws 10a, 10b thus rest on the foils 9 and, due to their being in contact with the adjacent one
  • Clamping area 16 in which the plastic material cannot liquefy and therefore cannot be displaced, is kept at a distance such that the plasticized material is not pressed out in the area of the weld 6.
  • a closed cavity in which the weld seam 6 is then formed is provided within the welding jaws 10a, 10b.
  • An insulating layer 14 is arranged between a heating conductor 13 and a heat sink 12a, 12b.
  • the heating conductors 13 with an insulating layer 14, in particular a silicone layer, are placed on the heat sinks 12a, 12b.
  • the heating conductor 13 is in direct contact with the membrane 15 in order to ensure rapid heating of the membrane 15.
  • the membrane 15 can only curve forward when heated due to the presence of the heating conductor 13, ie in the direction of the film 9.
  • the heating conductor 13 and / or the membrane 15 are provided with a thin insulating layer (not shown). This prevents the membrane 15 lying against the heating conductor 13 from short-circuiting the heating conductor 13.
  • the side of the membrane 15 resting on the heating conductor 13 can e.g. with an insulating oxide layer or a layer or film of polymids (not
  • the side walls of the heat sink 12, 12a, 12b are each spaced apart by a gap 35 from the opposite side wall of a recess in the upper part 11a, 11b.
  • FIG. 3a is a detailed view of area A of FIG. 3 according to an embodiment of the welding tool.
  • the heating conductor 13 ends in this area.
  • the heating conductor 13 is here by means of an insulating layer 14, for example a silicone layer, placed on the heat sink 12 / 12a.
  • the insulating layer 14 preferably establishes a material connection between the heating conductor 13 and the heat sink 12 / 12a.
  • the insulating layer 14 acts as a thermal insulating layer. It can also act as an electrical insulation layer, so that in particular further electrical insulation of the
  • Heat sink 12 / 12a can be dispensed with.
  • the heat sink 12 / 12a is also continuously cooled during the welding process. Especially due to the
  • Insulating layer 14 heats the heating conductor 13, which is operated in the pulse mode, so strongly during a welding cycle that the membrane 15 is heated in the boundaries 20 of the weld seam 6 such that the plastic material of the
  • FIG. 3b is a detailed view of area B of FIG. 3 according to an embodiment of the welding tool. In the area in which the membrane 15 heats up such that the
  • the membrane 15 forms the sealing surface 17.
  • the sealing surface 17 extends to the boundary 20 of the weld 6.
  • the membrane 15 ends in a rounded transition region 30 and merges into the upper part 11a / 11b designed as a block.
  • the clamping area 16 adjoining the boundary 20 of the weld 6 begins approximately with the transition area 30.
  • FIG. 4 is a partially cut-away three-dimensional view of a welding jaw 10 on which a bag 1 is placed. For welding, as shown in FIG. 2, the bag 1 or the foils 9 with the one to be formed
  • the second welding jaw 10 of the welding tool is not shown here.
  • the second welding jaw can be configured in exactly the same way as the welding jaw 10 seen here.
  • Heat sink 12 protrudes into the upper part 11 and carries the heating conductor 13.
  • the heat sink 12 is here with a
  • Liquid, especially with water, cooled Liquid, especially with water, cooled.
  • the welding jaw 10 shown here is designed to also weld the port 2, 3 into the weld 6 in a welding process.
  • the welding jaw 10 comprises at least one recess 19, which serves to receive the welding boat 5 of the port 2, 3.
  • at least one holder 18 is provided for fixing the upper part of a port 2, 3. in the
  • the heating conductor 13 also follows the contour of the welding boat 5.
  • the upper part 11 of the welding jaw 10 comprises the sealing strip 32.
  • the sealing strip 32 provides the sealing surface 17 and the clamping area 16.
  • the sealing strip 32 protrudes from the upper part 11. It represents a kind of step or elevation in the upper side of the upper part 11.
  • the lateral limits of the sealing strip 32 are defined by the limits 31 of the clamping area 16 (see also FIG. 3b).
  • the sealing surface 17 that can be heated by the heating conductor 13 is provided in particular by the membrane 15. During a welding process, the sealing surface 17 heats up, whereby the plastic material of the films 9 is plasticized.
  • the heating conductor 13 is heated for a few seconds, preferably for less than 3 seconds.
  • the current I flows through the heating conductor 13 in the form of a metal strip, as a result of which the heating conductor 13 heats up, despite the continuous cooling via the heat sink 12 / 12a / 12b.
  • the heating is then switched off and the material cools down quickly, in particular due to the heat sink 12.
  • the cooling time until the opening of the welding jaws 10a, 10b is preferably less than 3 seconds.
  • the clamping area 16 of the welding jaw 10 adjoining the sealing surface 17 serves as a support on the film 9 of the bag 1 during the welding process and is permanently cooled.
  • FIG. 5 is a perspective view of the welding jaw 10 with the upper part 11 completely removed.
  • the heat sink 12 comprises a base body or block 21 with the coolant connections 22, from which the upper part of the heat sink 12, which carries the heating conductor 13, protrudes.
  • the recesses 19 each serve to receive one
  • the heat sink 12 is preferably made of a material with good thermal conductivity, in particular aluminum or copper or an aluminum or copper alloy.
  • the heating conductor 13 can be a copper strip.
  • the heating conductor 13 can, for example, also be a Metal strips of an iron-nickel alloy, preferably with a coefficient of thermal expansion less than 5 * 10 _6 / K, particularly preferably less than 2 * 10 6 / K (at 20 ° C to 300 ° C).
  • FIG. 6 is a perspective interior view of the upper part 11 of a welding jaw 10.
  • the membrane 15 can be seen, the opposite side of which forms the sealing surface 17.
  • the upper part 11 has a trench, into which the heat sink 12 projects (see also FIG. 5).
  • the upper part 11 is designed here as a solid block, in which the membrane 15 is clamped.
  • the upper part 11 and the membrane 15 are preferably made in one piece.
  • the upper part 11 is preferably made of a metal with low thermal expansion, in particular of an iron-nickel alloy.
  • the thermal linear expansion coefficient of the material in a preferred embodiment of the invention at 20 ° C to 300 ° C is less than 5 * 10 6 / K, particularly preferably less than 2 * 10 6 / K.
  • FIG. 7 is a perspective detailed view of the area of the upper part 11a, 11b, in which a recess 19 for the welding boat 5 of a port 2, 3 is present.
  • the recess 19 is formed as a trench-shaped depression which runs transversely to the sealing strip 32 and through which the
  • Sealing surface 17 extends to the film 9 with the
  • the sealing strip 32 or the sealing surface 17 is shown here without a plateau 23 and also without a depression 38 in the inner area 33i.
  • two spaced apart ribs 24 protrude from the sealing surface 17.
  • the ribs 24 are optional and end here essentially in the area in which the recess 19 merges again into a plane which forms the sealing surface 17 in the area in which two foils 9 are welded to one another.
  • sealing surface 17 such as the edge-side, inner region 33i of the sealing surface 17, the, preferably central, plateau 23 of the sealing surface 17 and the edge-side, outer region 33a of the sealing surface 17 have not been entered for reasons of illustration.
  • FIG. 7a is a detailed view of the bag 1 in the area of a port 2, 3, of which the welding boat 5 is shown here.
  • the port 2, 3 was welded in with the tool previously shown in FIG. 7.
  • the weld seam 6 is illustrated, which covers both the area in which two foils 9
  • two impressions 27 are present in the area of the welding boat 5. These essentially correspond to the optional ribs 24 of the sealing strip 32 or the sealing surface 17.
  • the two impressions 27 here run essentially parallel to the weld seam 6 and end in the region of the two pointed ends of the
  • Weld-in boat 5 The area of the weld 6 adjacent to this consists only of the foils 9 welded to one another.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a further embodiment of a welding jaw 10c, which has no recesses 19 for receiving a welding boat 5 of a port 2, 3.
  • the welding jaw 10c shown here thus includes one
  • Sealing strip 32 without recesses 19 and serves in particular to form the weld seams 7 and 8 shown in FIG. 1.
  • the basic structure of this welding jaw 10c essentially corresponds to the structure of the one described above
  • the sealing strip 32 protrudes from the upper part 11 of the welding jaw, which is designed here in particular as a block.
  • FIG. 8a is a schematic detailed view of area A of FIG. 8, showing sealing strip 32.
  • the sealing strip 32 is delimited by the boundaries 31 of the clamping areas 16, 16i, 16e.
  • the boundaries 20 of the weld 6, 7, 8 define the extent of the sealing surface 17 (see also FIGS. 3, 3a and 3b).
  • the boundaries 20 of the weld 6, 7, 8 are defined by the clamping areas 16, 16i, 16e.
  • the inner clamping area 16i delimits or defines an edge-side, inner area 33i of the sealing surface 17.
  • the edge-side, inner area 33i of the sealing surface 17 generates the edge-side inner area 25i of the weld 6, 7, 8 during welding.
  • the inner area 25i borders the edge Weld seam 6, 7, 8 on the interior of the bag 1.
  • the outer clamping region 16e delimits or defines an edge-side, outer region 33e of the sealing surface 17.
  • the edge-side, outer region 33e of the sealing surface 17 generates the edge-side outer region 25e of the weld 6, 7, 8 during welding.
  • the edge region is bordered by the outer region 25e Weld 6, 7, 8 to the external environment or the
  • a plateau 23 and a depression 38 additionally extend over the sealing strip 32 in the inner region 33i of the sealing surface 17, the design and function of which are described below.
  • Fig. 9 is a sectional view taken along that in Fig. 8a
  • Sealing strip 32 The cut is made in a plane perpendicular to the main direction of extent of the sealing strip 32.
  • the cross section of an upper side section of the sealing strip 32 or the membrane 15 is shown, over which the sealing surface 17 and the clamping regions 16e and 16i extend.
  • the two outer limits 31 of the clamping areas 16e and 16i are not shown here.
  • the sealing surface 17 or the membrane 15 in the region of the sealing surface 17 is not completely flat over the entire width.
  • the sealing surface 17 comprises a plateau 23 and one, preferably on the
  • Plateau 23 adjoining depression 38. Plateau 23 provides an essentially central region of sealing surface 17.
  • the recess 38 provides an inner region 33i of the sealing surface 17 on the edge.
  • the boundaries 20 of the weld seam 6, through which the edge of the sealing surface 17 is also defined, run in such a way that the plateau 23 and the depression 38 lie within the weld seam 6.
  • the plateau 23 is designed in this embodiment in particular as a plate-shaped plane.
  • the plateau 23 extends like a web or strip along the
  • Clamping area 16i of sealing strip 32 It is designed as a kind of step or elevation in the top of the sealing strip 32, in particular the sealing surface 17 and / or the membrane 15.
  • the sealing surface 17 Adjacent to the plateau 23, the sealing surface 17 also comprises the areas 33i and 33e.
  • the area 33e is the edge-side, outer area of the
  • Sealing surface 17 This is the region 33e of the sealing surface 17, which produces or provides the outer (external) region 25e of the weld seam 6, 7, 8. This is the area 25e of the
  • edge-side, outer region 33e of the sealing surface 17 lies at a height or essentially at a height with the adjoining outer one
  • Said region 33i is the inner region of sealing surface 17 on the edge. This is region 33i of sealing surface 17, which produces or provides the inner region 25i of weld 6, 7, 8. This is the area 25i
  • the recess 38 is arranged in the inner region 33i of the sealing surface 17.
  • the inner region is preferably formed by the depression 38.
  • the recess 38 or the inner region 33i of the sealing surface 17 is arranged recessed both in relation to the inner clamping region 16i and in relation to the plateau 23.
  • the recess 38 or the inner region 33i of the sealing surface 17 is here also recessed both in relation to the outer region 33e the
  • the recess 38 or the recessed inner region 33i of the sealing surface 17 is designed in the exemplary embodiment in particular as a type of trench.
  • the depression 38 extends along the main direction of extent of the sealing surface 17.
  • the depression 38 has in the direction of the inner one
  • Clamping area 16i has a decreasing depth and merges, preferably directly, into the inner clamping area 16i.
  • the depression 38 also has a decreasing depth in the direction of the plateau 23 and merges, preferably directly, into the plateau 23 arranged in the central region of the sealing surface 17.
  • the dotted horizontal line illustrates the height profile of the sealing strip 32 or the sealing surface 17, in particular the plateau 23 and the depression 38, with respect to the inner clamping area 16i and the outer clamping area 16e.
  • the plateau 23 thus represents an asymmetrical step in the top of the sealing strip 32.
  • the plateau 23 has a greater height in the direction of the recess 38 than in the direction of the outer region 33e sealing surface 17.
  • the plateau 23 presses the film 9 more strongly in the area of the weld 6, 7, 8.
  • the melted, molten plastic material can thereby flow into possible cavities that may be present due to shape and / or dimensional tolerances. It is essential, however, that the melted, molten plastic material can flow into the adjacent recess 38.
  • the plateau 23 pushes the molten material due to the higher Pressure into the recess 38. Material is introduced into the recess 38 in a targeted manner. After the material has cooled and solidified, this leads to a targeted thickening of the film 9 in the inner region 25i of the weld seam 6, 7, 8 at the edge.
  • the increased film thickness in the inner region 25i of the weld seam 6, 7, 8 enables the mechanical Properties of the bag produced, in particular in the case of dynamic loading, such as, for example, a fall of the bag onto a hard surface, can be significantly improved.
  • the inner area 25i of the weld seam 6, 7, 8 represents the force input area when falling. Due to the increased film thickness in this area, the bag is more stable.
  • FIG. 9a The cross section of a weld seam 6, 7, 8 produced in this way is shown schematically in FIG. 9a.
  • FIGS. 8, 8a and 10 show the sectional view of a weld 6, 7, 8 of a bag 1, which is the same as that in FIGS. 8, 8a and 10
  • the contour or the profile of the weld 7 is an impression of the contour or the profile of the
  • the dotted horizontal line illustrates the height profile of the weld seam 6, 7, 8, in particular of the central region 26 of reduced thickness and of the inner region 25i, 39 of increased thickness on the edge, in relation to the outer region 25e of the weld seam 6, 7, 8th.
  • the middle part of the weld 7 there is a thinned area 26, on the one hand the outer, non-thinned neighboring area 25e and the inner thickened
  • Adjacent area 25i Adjacent area 25i.
  • the thinned area 26 represents the impression of the plateau 23.
  • the thickened area 25i (shown here on the left) represents the impression of the depression 38.
  • the adjacent weld area 25i and the weld area 25e (shown here on the right) adjacent to the (external) environment of the bag 1 have a greater thickness than the thinned area 26.
  • the greater thickness Di of the weld seam 6, 7, 8 in the inner space adjacent to the interior Area 25i has proven to be extremely beneficial to the stability of the
  • the welded film has a thickness D E which essentially corresponds to the sum of the two individual film thicknesses.
  • the weld 6, 7, 8 merges into an area 26 of reduced thickness Dp.
  • the thickness in this area 26 is smaller than the sum of the two individual film thicknesses.
  • This reduced thickness Dp results from the material displacement through the plateau 23 of the sealing surface 17.
  • a reduced thickness in this central area is important for the mechanical stability of the bag 1 or the weld seam 6,
  • the area 26 of reduced thickness extends into the inner edges on the edge Area 25i of the weld 6, 7, 8 over.
  • the inner region 25i of the weld seam 6, 7, 8 has a greater thickness Di than the two regions 26 and 25e with Di> D E and Di> D p , in particular at the edge of the bag interior.
  • Area 25i is larger than the sum of the two individual film thicknesses D.
  • the thickness Di of the weld 6, 7, 8 in the reinforced region 25i is preferably at least in sections 2D ⁇ Di ⁇ 2.5 D, preferably 1.1 2D ⁇ Di ⁇ 1.5 2D, particularly preferably 1.1 2D ⁇ Di ⁇ 1.25 2D.
  • the width of the reinforced inner region 25i preferably substantially corresponds to the width of the depression 38 (see below for this).
  • the thickness Dp of the weld 6, 7, 8 in the region 26 of reduced thickness is preferably at least in sections 0.5 2D ⁇ D p ⁇ 2D, preferably 0.6 2D ⁇ D p ⁇ 0.9 2D, particularly
  • the width of the region 26 of reduced thickness or thickness preferably corresponds to
  • the thickness DE of the weld seam 6.7 in the outer 25e is preferably at least in sections 0.8 2D ⁇ D E ⁇ 1.2 2D, preferably 0.9 2D ⁇ DE ⁇ 1.1 2D, particularly preferably 2D «DE.
  • the width of the outer region 25i preferably substantially corresponds to the width of the outer region 33e of the
  • FIG. 10 is an enlarged detail view of FIG. 2.
  • FIG. 10 is an enlarged detail view of FIG. 2.
  • FIG. 10a and FIG. 10b are again detailed views of the left and right sides from FIG. 10. Further details of the profiled sealing surface 17 are explained on the basis of these representations.
  • the sealing strip 32 delimited by the outer boundary 31 of the clamping regions 16 is preferably between 5 and 15 mm, particularly preferably between 6 and 12 mm, wide.
  • the plateau 23 has a height of more than 10 gm and / or less than 100 gm, preferably less than 60 gm (relative to the clamping area 16e), and / or a width of 1.5 mm to 2.5 mm, preferably 1.8 mm to 2.2 mm.
  • Clamping area 16 is closed anyway due to the film 9 lying thereon.
  • the membrane 15 is very thin overall, it is elastic and can in turn avoid pressure in the volume formed by the molten plastic.
  • the plateau 32 is in a central area of the sealing surface
  • the plateau 23 or its longitudinal axis is not positioned centrally in the sealing surface 17 but laterally offset to the outside.
  • the plateau 23 is narrower than the entire width of the
  • the width of the sealing surface 17 is in particular 3 mm to 6 mm.
  • the plateau 23 is preferably also narrower than the heating conductor 13, in particular 0.2 to 0.8 mm narrower.
  • the boundaries 34 of the heating conductor 13 are marked with a dashed line.
  • the heating conductor 13 itself is narrower than the welding seam 6, 7, 8, since the membrane 15 also adjoins to the side so closely to the heating conductor 13 heated that the material of the film 9 is plasticized up to the limit 20 of the weld 6.
  • the plateau 23 and / or the depression 38 are positioned overlapping with the heating conductor 13. As a result, sufficient heat can be introduced into these two areas to produce their welds 6,
  • the outer region 33e of the sealing surface 17 on the edge lies completely outside the heating conductor 13. Nevertheless, a sufficiently high one can still be used
  • the edge-side outer region 33e of the sealing surface 17 has a smaller width than the edge-side inner region 33i of the sealing surface 17.
  • the edge-side outer region 33e also has the
  • Sealing surface 17 has a smaller width than the plateau 23 of the sealing surface 17.
  • the edge-side outer region 33e of the sealing surface 17 preferably has a width of 0.5 mm to 1 mm.
  • the plateau 23 has a decreasing height towards the outside of the sealing surface 17 and merges, preferably uniformly, into the outer region 33e of the sealing surface 17.
  • the plateau 23 preferably also has a decreasing height in the direction of the inside of the sealing surface 17 and merges, preferably uniformly, into the inner region 33i of the sealing surface 17.
  • the plateau 23 preferably has a height of 35 gm to 60 gm in sections or at least in sections.
  • the amount of the (maximum) depth of the recess 38 is less than that Amount of the (maximum) height of the plateau 23 (relative to the two clamping areas 16i and 16e).
  • the amount of the (maximum) depth of the recess 38 is less than that Amount of the (maximum) height of the plateau 23 (relative to the two clamping areas 16i and 16e).
  • Indentation 38 at least in sections, has a depth of 30 gm to 50 gm.
  • the height difference between the highest point of plateau 23 and the lowest point of indentation 38 thus lies in a range of 70 gm to 110 gm.
  • the width of indentation 38 here preferably corresponds to Essentially the width of the plateau 23.
  • the depth of the depression 38 decreases, preferably uniformly, and then merges into the inner clamping area 16i.
  • the inner clamping area 16i defines the inner limit of the weld seam.
  • the clamping area 16i can be somewhat reduced in height. This allows air to escape. On the other hand, this results in a transition from the top of the inner region 25i which is not or less sharply defined
  • the arithmetic displacement volume VV can be assigned to the plateau 23.
  • a mathematical receiving volume AV can also be assigned to the recess 38.
  • the displacement volume VV of the plateau 23 is selected to be larger than the receiving volume AV of the recess 38.
  • the displacement volume VV of the plateau 23 and the receiving volume AV of the depression 38 can be determined by calculating the areas of VV and AV in the cross section of the weld 6, 7, 8 (as illustrated in FIG. 10).
  • FIG. 10c shows again the enlarged detailed view from FIG. 10 with microscopic sectional views
  • the weld seam 6, 7, 8 has a thickness D E of about 390 gm in the outer region 25e of the weld seam 6, 7, 8 and thus corresponds to the sum of the individual thicknesses of the film 9.
  • the thickness Di in the inner region 25i of the weld seam 6, 7, 8 on the edge has increased to approximately 450 ⁇ m to approximately 500 ⁇ m. It generally applies here that Di> Dp and that Di> D E and that D E > D P.
  • FIG. 11 is the section SP / F of a weld seam 6 in the region of the weld-in boat 5 of a port 3 (see FIG. 1), which was produced, for example, with the welding tool shown in FIG. 4.
  • the weld seam 6 borders on the enclosed interior of the bag 1.
  • the weld seam 6 borders on the external space or the surroundings of the bag 1.
  • the weld seam 6 has within its limits 20 a thinned area 26, which is present due to the impression of the plateau 23, and a reinforced area 39, which is present due to the profile of the depression 38.
  • the thinned area 26 lies essentially centrally in the weld seam 6. Adjacent to the thinned area 26 is a neighboring area 25i in which the film 9 is reinforced or thickened, and a neighboring area 25e in which the film 9 is essentially not thinned , available. In these areas 25i and 25e too, the film 9 is welded to the port 2, 3 or its welding boat 5, or
  • FIG. 11 a now shows a detailed view of the port area of a bag 1, which was produced, for example, with the welding tool shown in FIG. 11.
  • the weld seam 6 extends here over the edge of the bag 1 and over the port 2, 3 or its weld-in section 5.
  • the welding process is as non-continuous
  • the film 9 is fed between the welding jaws 10, 10a, 10b, 10c of the welding tool.
  • the two welding jaws 10, 10a, 10b, 10c are then pressed together or closed.
  • the closed state is first defined by the abutment of the plateaus 23.
  • the plateaus serve as a kind of spacer.
  • the clamping areas 16 of the upper and lower welding jaws 10, 10a, 10b, 10c preferably do not yet come to a stop.
  • the respective heating conductor 13 is heated.
  • the sealing surfaces 17 are heated by the heating conductor 13.
  • the heating is such that the foils 9 are plasticized in the area of the sealing surfaces 17.
  • the plateaus 23 can be immersed in the now flowable film material.
  • the welding jaws 10, 10a, 10b, 10c thereby close completely.
  • the clamping areas 16 are now separated from each other by the foils 9.
  • the Clamping areas 16 are so cool or cooled that the
  • Films 9 are not plasticized there. This creates a more closed space.
  • liquid film material is specifically displaced.
  • the film material is displaced into the depressions 38 and in particular also laterally along the weld seam 6, 7, 8.
  • the film material displaced into the depressions 38 leads to a targeted increase in the film thickness in the inner region 25i of the weld 6, 7, 8 at the edge.
  • the film material, in particular laterally displaced can also have any shape and / or dimensional tolerances in the films 9 and / or equalize in ports 5 or fill them up. In contrast, the film thickness is essentially retained in the outer edge region 25e of the weld 6, 7, 8.
  • the membrane 15 of the welding jaws 10, 10a, 10b, 10c can bulge and exert additional pressure on the welding seam 6, 7, 8.
  • the heating conductor 13 can also be heated before the welding jaws 10, 10a, 10b, 10c are pressed together.
  • the method according to the invention can be carried out using a combination of seam welding and injection molding

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schweißwerkzeug und ein Verfahren zum Impulsschweißen von Kunststofffolien für als Beutel ausgebildete medizinische Verpackungen. Allgemein sieht die Erfindung vor, das beim Verschweißen plastifizierte und damit fließfähige Folienmaterial durch eine Erhöhung der Siegelfläche gezielt in einen vertieften, randseitigen, inneren Bereich der Siegelfläche zu verdrängen. Das in der Vertiefung angesammelte Folienmaterial führt zu einer Erhöhung der Foliendicke in dem inneren Bereich (25i) der Schweißnaht (6, 7, 8). Dadurch kann die mechanische Stabilität der als Beutel ausgebildeten medizinischen Verpackung verbessert werden.

Description

Konturformendes Schweißwerkzeug zum Impulsschweißen sowie konturformendes Impulsschweißverfahren für eine als Beutel ausgebildete medizinische Verpackung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schweißwerkzeug zum Impulsschweißen von Kunststofffolien für als Beutel ausgebildete medizinische Verpackungen. Zudem betrifft die Erfindung ein
Impulsschweißverfahren mit dem genannten Schweißwerkzeug zum Impulsschweißen. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine als Beutel ausgebildete medizinische Verpackung, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
Hintergrund der Erfindung
Aus einer verschweißten Folie bestehende medizinische Beutel sind bekannt. Beispielsweise werden zum Herstellen von solchen medizinischen Verpackungen Polyolefinfolien verwendet.
Die Offenlegungsschrift EP 0 911 141 A2 (Fresenius Medical Care Deutschland GmbH) zeigt eine Vorrichtung sowie ein
Verfahren zum Verschweißen von Folien zwecks Herstellung einer medizinischen Verpackung. Gemäß der Lehre dieses Dokuments umfassen die Schweißbacken einen beheizten Bereich sowie einen angrenzenden gekühlten Bereich. Die Schweißbacken werden während des Schweißvorgangs auf die Folie gepresst. Aufgrund des angrenzenden gekühlten Bereiches liegen die Schweißbacken während dieses Schweißvorgangs stets auf einem Bereich nicht plastifizierter Folie auf, so dass die Schweißbacken durch die Folie selbst auseinandergehalten werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass Material der Schweißnaht zu den Seiten hin verdrängt wird. So wird erreicht, dass die Folien im Bereich der Schweißnähte im Wesentlichen dieselbe Materialstärke haben, wie die
Gesamtdicke der angrenzenden übereinanderliegenden Folien.
Es ist weiter bekannt, zur Herstellung von als Beutel
ausgebildeten medizinischen Verpackungen einen Port zur
Entnahme oder zum Zuführen von Flüssigkeiten mit in die
Schweißnaht einzuschweißen. Ein Port ist ein Anschlusssystem zum Entnehmen oder zum Zuführen von Flüssigkeiten. Ein solcher Port kann zum Beispiel durch einen Schlauchabschnitt oder durch ein spritzgegossenes Bauteil bereitgestellt werden. Ein derartiger Port kann hierzu zum Beispiel ein sogenanntes
Einschweißschiffchen umfassen. Ein Einschweißschiffchen ist beispielsweise in der Patentschrift EP 1 605 891 Bl (Fresenius Kabi Deutschland GmbH) gezeigt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schweißwerkzeug und ein Schweißverfahren sowie eine mit einem
erfindungsgemäßen Schweißverfahren hergestellte medizinische Verpackung bereit zu stellen, welche höhere Formtoleranzen der verwendeten Materialien zulassen, gleichzeitig aber die positiven Verpackungseigenschaften erhalten bleiben oder sogar verbessert werden. Hierbei soll insbesondere die Stabilität der Verpackung bei Falltests verbessert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Schweißwerkzeug, durch ein Verfahren zum Verschweißen einer Folie sowie durch eine als Beutel ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie den
Zeichnungen zu entnehmen.
Allgemein sieht die Erfindung vor, das beim Verschweißen durch Erwärmen plastifizierte und damit fließfähige Folienmaterial durch eine Erhöhung der Siegelfläche gezielt in eine innere, randseitige Vertiefung der Siegelfläche zu verschieben bzw. zu verdrängen. Das verdrängte Folienmaterial wird dort sozusagen angehäuft oder gesammelt. Nachdem das Folienmaterial erstarrt ist, resultiert dies in einer Verdickung bzw. Verstärkung der Folie im Bereich der inneren Schweißnaht. In einem Querschnitt wird dort die Kontur der Folie erhöht. Das verdrängte
Folienmaterial kann auch Form- und/oder Maßtoleranzen
ausgleichen. Insbesondere kann das Folienmaterial durch die Erhöhung auch lateral entlang der Schweißnaht verdrängt werden .
Die Erfindung sieht ein Schweißwerkzeug zum Impulsschweißen einer Folie aus Kunststoff einer, vorzugsweise medizinischen, Verpackung vor. Das Schweißwerkzeug umfasst eine Schweißbacke mit einer sich entlang der Schweißbacke erstreckenden, auf die Folie aufdrückbaren Siegelleiste. Die Siegelleiste umfasst zur Ausbildung einer Schweißnaht eine erwärmbare Siegelfläche, um an die Siegelfläche angrenzendes Kunststoffmaterial der Folie zu plastifizieren. Das Schweißwerkzeug ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelfläche eine Erhöhung und eine innere, randseitige Vertiefung aufweist.
Im Detail wird die Erfindung beschrieben durch ein
Schweißwerkzeug zum Impulsschweißen einer Folie aus Kunststoff einer, vorzugsweise medizinischen, Verpackung, umfassend
eine Schweißbacke mit einer sich entlang der Schweißbacke erstreckenden, auf die Folie aufdrückbaren Siegelleiste,
wobei die Siegelleiste zur Ausbildung einer Schweißnaht eine erwärmbare Siegelfläche umfasst, um zumindest an die Siegelfläche angrenzendes Kunststoffmaterial der Folie zu Plastifizieren, und randseitig zu der Siegelfläche einen angrenzenden, inneren Klemmbereich und einen angrenzenden, äußeren Klemmbereich zum Einklemmen der Folie während eines Verschweißens der Folie aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelfläche eine, vorzugsweise in einem mittleren Bereich der Siegelfläche angeordnete, Erhöhung, insbesondere zum Verschieben von plastifiziertem Kunststoffmaterial der Folie, aufweist, wobei ein randseitiger, an den inneren Klemmbereich angrenzender, innerer Bereich der Siegelfläche zumindest abschnittsweise vertieft sowohl gegenüber dem inneren Klemmbereich als auch gegenüber der Erhöhung angeordnet ist. Der mittlere Bereich der Siegelfläche befindet sich vorzugsweise zwischen dem inneren Bereich der Siegelfläche und einem äußeren Bereich der Siegelfläche .
Durch die Erhöhung und die innere, randseitige Vertiefung in der Siegelfläche kann das plastifizierte Kunststoffmaterial der Folie gezielt in den inneren, randseitigen Bereich der hergestellten Schweißnaht verschoben und dort angehäuft werden. Dadurch wird die Foliendicke in diesem Bereich
verstärkt. Das Kunststoffmaterial kann insbesondere auch lateral entlang der Schweißnaht verschoben werden. Die
Erhöhung und/oder die Vertiefung kann bzw. können durch eine Profilierung der Siegelfläche bereitgestellt werden. Die
Erhöhung kann zum Beispiel durch eine zumindest
abschnittsweise konvexe Struktur oder durch eine Art Stufe bereitgesellt werden. Die Vertiefung, welche auch als
vertiefter innerer Bereich bezeichnet wird, kann zum Beispiel durch eine zumindest abschnittsweise konkave Struktur oder durch eine Art Stufe bereitgesellt werden. Die Siegelleiste weist randseitig zu der Siegelfläche den angrenzenden, inneren Klemmbereich und den angrenzenden, äußeren Klemmbereich zum Einklemmen der Folie während eines Verschweißens der Folie auf. Dadurch wird während des
Verschweißens eine Kavität in dem Schweißwerkzeug gebildet.
Vorzugsweise werden der innere Klemmbereich und der äußere Klemmbereich während des Verschweißens mit einer Temperatur bereitgestellt, welche unterhalb einer
Plastifizierungstemperatur der zu verschweißenden Folie liegt. Dadurch kann das im Bereich der Siegelfläche plastifizierte Kunststoffmaterial nicht oder nicht wesentlich in den
Klemmbereich fließen. Es wird dadurch eine quasi vollständig geschlossene Kavität gebildet.
Insbesondere durch die Kombination aus dem Klemmbereich und der Profilierung, insbesondere ausgestaltet durch die Erhöhung und die Vertiefung, wird ein freier gerichteter Materialfluss ermöglicht. Der Materialfluss erfolgt insbesondere transversal (quer) zur Schweißnaht in die Vertiefung hinein, um die
Folienstärke und den inneren Bereich der Schweißnaht gezielt zu verstärken, und gegebenenfalls auch lateral (entlang der Schweißnaht), um z.B. Fertigungstoleranzen der Komponenten (Folie, Port, ...) auszugleichen.
Das Schweißwerkzeug umfasst zumindest eine, vorzugsweise zwei Schweißbacken, welche auf eine Folie aufdrückbar ist bzw.
sind. Über die Schweißbacke erstreckt sich entlang der
Längsachse der Schweißbacke die Siegelfläche. Die Siegelfläche ist derart erwärmbar, um ein an die Siegelfläche angrenzendes Kunststoffmaterial der zu verschweißenden Folie zu erwärmen und aufzuschmelzen.
Die Erhöhung ist eine strukturelle Erhöhung, welche aus der Oberfläche der Siegelfläche hervorragt. In einer Ausführungsform wird die Erhöhung durch ein Plateau bereitgestellt, welches aus der Oberfläche der Siegelfläche hervorragt. Das Plateau kann vollständig oder abschnittweise eben, geneigt und/oder gekrümmt ausgeführt sein, insbesondere in einer Querschnittsansicht.
Die Erhöhung, insbesondere das Plateau, wird in einer
Ausgestaltung der Erfindung als eine streifenförmige Kontur auf der Siegelfläche bereitgestellt. Insbesondere nimmt die Erhöhung 20 % bis 60 %, bevorzugt 30 % bis 50 %, der Breite der Siegelfläche ein. Insbesondere wird das Plateau mit einer Breite zwischen 1,5 und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 1,8 und 2,2 mm, bereitgestellt. Insbesondere wird die Erhöhung mit einer Höhe zwischen 10 und 100 ym, bevorzugt zwischen 20 und 60 ym, bereitgestellt. Die entsprechenden Werte ergeben sich dann für den in der Dicke reduzierten Bereich der Schweißnaht. Insbesondere nimmt der in der Dicke reduzierte Bereich der Schweißnaht 20 % bis 60 %, bevorzugt 30 % bis 50 %, der Breite der Schweißnaht ein. Insbesondere wird der in der Dicke reduzierte Bereich der Schweißnaht mit einer Breite zwischen 1,5 und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 1,8 und 2,2 mm,
hergestellt .
Der vertiefte innere Bereich der Siegelfläche, insbesondere die Vertiefung, wird in einer Ausgestaltung der Erfindung als eine streifenförmige Kontur in der Siegelfläche
bereitgestellt. Insbesondere nimmt der vertiefte innere
Bereich 30 bis 70 %, vorzugsweise 40 bis 60 %, der Breite der Schweißnaht ein. Insbesondere wird der vertiefte innere
Bereich mit einer Breite zwischen 2 und 3 mm, vorzugsweise zwischen 2,4 und 2,8 mm, bereitgestellt. Insbesondere wird der vertiefte innere Bereich mit einer Tiefe zwischen 10 und 100 ym, vorzugsweise zwischen 20 und 60 ym, bereitgestellt. Die entsprechenden Werte ergeben sich dann für den in der Dicke vergrößerten, inneren Bereich der Schweißnaht. Insbesondere nimmt der in der Dicke vergrößerte Bereich der Schweißnaht 30 bis 70 %, vorzugsweise 40 bis 60 %, der Breite der Schweißnaht ein. Insbesondere wird der in der Dicke vergrößerte Bereich der Schweißnaht mit einer Breite zwischen 2 und 3 mm,
vorzugsweise zwischen 2,4 und 2,8 mm, hergestellt.
Erfindungsgemäß ist der randseitige, innere Bereich der
Siegelfläche vertieft gegenüber der Erhöhung und gegenüber dem inneren Klemmbereich angeordnet. Der innere Bereich der
Siegelfläche ist insbesondere derjenige Bereich der
Siegelfläche, welcher den randseitigen, inneren Bereich der Schweißnaht erzeugt. Der innere Bereich der Schweißnaht ist der Bereich, der an den Innenraum des Beutels angrenzt.
Dadurch kann eine Schweißnaht hergestellt werden, die an ihrer Innenseite eine größere Dicke besitzt. Beim Verschweißen von zwei Folien ist die Dicke der inneren Schweißnaht zumindest abschnittsweise größer als eine die Summe der beiden einzelnen Foliendicken. Eine solche Schweißnaht ist dadurch stabiler ausgeführt. Ein derartiger befüllter Beutel weist bei
Druckbeaufschlagung eine höhere Festigkeit auf.
Insbesondere kann auch ein randseitiger, äußerer Bereich der Siegelfläche vertieft gegenüber der Erhöhung und gegenüber dem äußeren Klemmbereich angeordnet sein. Der äußere Bereich der Siegelfläche ist insbesondere derjenige Bereich der
Siegelfläche, welcher den randseitigen, äußeren Bereich der Schweißnaht erzeugt. Der äußere Bereich der Schweißnaht ist der Bereich, der an den Außenraum bzw. die Umgebung des
Beutels angrenzt. Dadurch kann eine Schweißnaht hergestellt werden, die sowohl an ihrer Innenseite als auch an ihrer
Außenseite eine vergrößerte Dicke besitzt und damit insgesamt stabiler ausgeführt ist.
In einer Ausgestaltung ist der randseitige, an den äußeren Klemmbereich angrenzende, äußere Bereich der Siegelfläche erhöht gegenüber dem an dem inneren Klemmbereich angrenzenden inneren Bereich der Siegelfläche angeordnet. In dieser
Variante ist die gebildete Schweißnaht an ihrer Innenseite dicker als an ihrer Außenseite. Dabei kann der randseitige, äußere Bereich der Siegelfläche, insbesondere im Wesentlichen, auf einer Höhe mit dem angrenzenden äußeren Klemmbereich liegen. Dadurch kann der äußere, randseitige
Schweißnahtbereich mit einer Dicke hergestellt werden, welche im Wesentlichen der Summe der Folienstärke entspricht.
Der äußere Bereich der Siegelfläche erstreckt sich in einer Ausführungsform über eine Breite von 5 % - 30 %, vorzugsweise von 10 % - 20 %, der Breite der Siegelfläche. Insbesondere wird der äußere Bereich der Siegelfläche mit einer Breite zwischen 0,2 und 1,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,0 mm, bereitgestellt. Die entsprechenden Werte ergeben sich dann für den äußeren Bereich der Schweißnaht. Der äußere Bereich der Schweißnaht erstreckt sich in einer Ausführungsform über eine Breite von 5 % - 30 %, vorzugsweise von 10 % - 20 %, der
Breite der Schweißnaht. Insbesondere wird der äußere Bereich der Schweißnaht mit einer Breite zwischen 0,2 und 1,2 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,9 mm, bereitgestellt.
Das Plateau liegt in dem mittleren Bereich der Siegelfläche. Das Plateau kann in der Siegelfläche zum Beispiel in etwa mittig angeordnet sein. Vorzugsweise ist es nicht symmetrisch in der Siegelleiste angeordnet. In einer Ausgestaltung ist das Plateau versetzt in Richtung des äußeren Bereichs der
Siegelfläche angeordnet. Im Querschnitt ist vorzugsweise die Längsachse der Erhöhung auch gegenüber der Längsachse des Heizleiters seitlich versetzt nach außen angeordnet. In
Richtung der Innenseite endet die Erhöhung in einer
Ausführungsform im Bereich des Heizleiters und erstreckt in Richtung der Außenseite über den Heizleiter hinaus. Dadurch kann ein ausreichender Wärmeeintrag in diesen Bereich der Siegelfläche gewährleistet werden.
Vorzugsweise grenzt das Plateau bzw. die Erhöhung auf ihrer Innenseite an den vertieften inneren Bereich der Siegelfläche an und geht dabei, vorzugsweise direkt, in den vertieften Bereich, insbesondere ohne eine Zwischenstufe, über.
Insbesondere in einer Kombination mit dem äußeren Bereich der Siegelfläche, der auf der gleichen Höhe liegt, wie der äußere Klemmbereich der Siegelleiste, und dem inneren Bereich der Siegelfläche, der vertieft gegenüber der Erhöhung und dem äußeren Klemmbereich der Siegelleiste angeordnet ist, stellt die Erhöhung eine asymmetrische Stufe in einer Oberseite der Siegelleiste dar. Denn die Erhöhung besitzt in Richtung der inneren Siegelfläche eine größere Höhe als in Richtung der äußeren Siegelfläche.
Die Erhöhung in der Siegelfläche dient zum Verschieben des erweichten Kunststoffmaterials. Dieses wird insbesondere in den benachbarten inneren, vertieften Bereich der Siegelfläche verschoben. Der Erhöhung kann somit in der gebildeten Kavität ein Verdrängungsvolumen VV zugeordnet werden. Analog kann auch der Vertiefung bzw. dem vertieften, inneren Bereich der
Siegelfläche ein Aufnahmevolumen AV zugeordnet werden. Gemäß einer Ausführungsform ist das Verdrängungsvolumen VV der Erhöhung größer als das Aufnahmevolumen AV des vertieften, inneren Bereichs. Dadurch kann eine ausreichende Materialmenge zum Auffüllen des vertieften inneren Bereichs und von
gegebenenfalls vorhandenen Fehlstellen in der Folie und/oder eines Ports bereitgestellt werden. Vorzugsweise beträgt 1,1 AV < VV < 1,5 AV .
Der vertiefte innere Bereich stellt eine Vertiefung dar. Der innere Bereich der Siegelfläche ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht nur abschnittsweise sondern vollständig vertieft gegenüber der Erhöhung und dem inneren Klemmbereich angeordnet. Vorzugsweise ist der
vertiefte, innere Bereich der Siegelfläche als ein Graben ausgestaltet, der sich entlang der Siegelfläche erstreckt.
Der vertiefte, innere Bereich der Siegelfläche startet in einer Ausführungsform an seiner Außenseite im Bereich des Heizleiters und erstreckt sich zur Innenseite hin über den Heizleiter hinaus (in einer Querschnittsansicht) . Dadurch kann ein ausreichender Wärmeeintrag in diesen inneren Bereich der Siegelfläche gewährleistet werden. Dadurch wird auch erreicht, dass sich das innere Ende der Schweißnaht im vertieften und somit im verstärkten Bereich befindet. Vorzugsweise ist die Längsachse des vertieften inneren Bereichs der Siegelfläche gegenüber der Längsachse des Heizleiters seitlich versetzt nach innen angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform besitzt der vertiefte, innere Bereich der Siegelfläche abschnittsweise eine in
Richtung des inneren Klemmbereichs abnehmende Tiefe und geht, vorzugsweise direkt, in den inneren Klemmbereich über. In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform besitzt der vertiefte, innere Bereich der Siegelfläche in Richtung der Erhöhung abschnittsweise eine abnehmende Tiefe und geht, vorzugsweise direkt, in die Erhöhung über.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schweißwerkzeug eine Membran, welche sich bei Erwärmung aufwölbt und welche zumindest die Siegelfläche umfasst.
Unter einem Aufwölben bei Erwärmung wird ein Wölben der
Siegelfläche im unbelasteten Zustand verstanden, also wenn diese nicht durch eine Gegenkraft, die beispielsweise aufgrund des Materials der Schweißnaht, das nicht verdrängt werden kann, vorhanden ist, zurückgehalten wird.
Bei einem Schweißvorgang wölbt sich die Membran somit
insbesondere dann, wenn Material in der Schweißnaht fließen und dabei insbesondere Kavitäten aufgrund fertigungsbedingter Formtoleranzen ausgleichen kann.
Der Block, dessen Teil die Membran vorzugsweise ist, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aus einem Material mit niedriger thermischen Längenausdehnung, insbesondere aus einer Eisen-Nickel-Legierung gefertigt .
Vorzugsweise besteht zumindest der Teil des Blocks, welcher die Siegelleiste bzw. die Membran umfasst, aus einem Material mit einem thermischen Längenausdehnungskoeffizient bei 20 - 300 °C von weniger als 10, vorzugsweise von weniger als 5, und besonders bevorzugt von weniger als 2 * 10_6/K.
Weiter umfasst das Schweißwerkzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen Kühlkörper, welcher insbesondere mit
Flüssigkeit gekühlt wird. Auf dem Kühlkörper ist ein
elektrischer Heizleiter aufgesetzt. Vorzugsweise ist auf dem Kühlkörper ein Oberteil mit der Siegelleiste, die sich entlang des Heizleiters erstreckt, aufgesetzt.
Insbesondere umfasst der Kühlkörper einen Vorsprung, der in den Block mit der Siegelleiste bzw. mit der Membran hineinragt und/oder auf welchem der Heizleiter aufgesetzt ist. So ist der Heizleiter direkt angrenzend an die Siegelleiste bzw. an die Membran angeordnet und steht vorzugsweise mit der Siegelleiste bzw. mit der Membran im direkten Kontakt.
Hierfür ist eine elektrische Isolierung zwischen dem
Heizleiter und der Siegelleiste bzw. der Membran vorhanden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Siegelleiste bzw. die Membran, vorzugsweise die gesamte Unterseite des Blocks, mit einer isolierenden Beschichtung, insbesondere mit einer elektrisch isolierenden Oxidschicht und/oder Keramikschicht, wie beispielsweise einer Metall- oder Halbmetall-,
insbesondere Siliziumoxidschicht, versehen ist. Vorzugsweise hat die Isolierschicht eine Dicke von unter 50 ym, besonders bevorzugt von unter 10 ym. Es handelt sich insbesondere um eine mittels eines Plasma-Verfahrens abgeschiedene Schicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schweißwerkzeug ein Oberteil mit zumindest einer Ausnehmung. Diese ist zur Aufnahme des Einschweißabschnitts,
beispielsweise des Einschweißschiffchens, eines Ports
ausgebildet. Dabei ist das Schweißwerkzeug derart ausgebildet, dass die Siegelfläche im Bereich des Einschweißabschnitts wärmer ist bzw. stärker erwärmbar ist als in einem
angrenzenden Bereich der Siegelfläche, in welchem zwei sich gegenüberliegende Folien miteinander verschweißt werden.
Beim Betrieb des Heizleiters wird also die Siegelfläche im Bereich des Einschweißabschnitts eines Ports stärker erwärmt, insbesondere zumindest zeitweise um zumindest 20°C. Da im Bereich des Ports, insbesondere in seinem Einschweißabschnitt, die Schweißbacke und damit die Siegelfläche nicht unmittelbar und nur durch die zwei Folien getrennt der anderen
Siegelfläche der gegenüberliegenden Schweißbacke
gegenüberliegt, ist in diesem Bereich ein höherer
Energieeintrag von Vorteil, um so das Material auch in diesem Bereich in etwa gleich schnell zu plastifizieren . Dadurch wird ein einstufiger Herstellungsprozess ermöglicht. Der Port kann bei der Herstellung der Schweißnaht gleichzeitig mit in die Schweißnaht eingeschweißt werden. Um dies zu erreichen, sind verschiedene technische Lösungen vorgesehen .
Gemäß einer Ausführungsform kann im Bereich der Ausnehmung der Heizleiter selbst in seinem Querschnitt verjüngt sein, so dass dieser, in dem Bereich, in welchem das Einschweißschiffchen mit der Folie verbunden werden soll, heißer wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Schweißbacke, insbesondere die Siegelleiste bzw. die Membran der
Schweißbacke, im Bereich der Ausnehmungen für den Port etwas dünner ausgebildet sein, so dass hier ein verbesserter
Wärmeübergang vom Heizleiter zur Siegelfläche hin vorhanden ist .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist folgendes vorgesehen: Um die Siegelfläche im Portbereich stärker zu erwärmen, ist die Dicke einer Isolierschicht, insbesondere einer
Silikonschicht, über die der Heizleiter mit einem Kühlkörper verbunden ist, in diesem Bereich etwas größer gewählt. So wird der Heizleiter im Bereich der Ausnehmungen für den Port schlechter gekühlt, was eine höhere Temperatur beim Aufheizen zur Folge hat.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des vorstehend beschriebenen Schweißwerkzeugs zur Herstellung einer als
Beutel ausgebildeten medizinischen Verpackung.
Das vorstehend beschriebene Schweißwerkzeug kann vorzugsweise auch in dem nachfolgend beschriebenen Verfahren verwendet werden. Daher können die vorstehend genannten Merkmale des Schweißwerkzeugs auch Merkmale des nachfolgend beschriebenen Schweißverfahrens sein. Die nachfolgend genannten Merkmale des Schweißverfahrens können auch Merkmale des vorab beschriebenen Schweißwerkzeugs sein. Allgemein betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum
Verschweißen einer Folie aus Kunststoff. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Impulsschweißverfahren zum Verschweißen der Folie einer medizinischen Verpackung. Das Impulsschweißen ist ein Teil des Herstellungsprozesses eines pharmazeutischen Produkts. Daher kann das vorab genannte Verfahren zum Befüllen auch beschrieben werden als Verfahren zum Herstellen eines pharmazeutischen Produkts.
Die vorliegende Erfindung wird im Detail beschrieben durch ein Impulsschweißverfahren mit einem Schweißwerkzeug zum
Impulsschweißen einer Folie aus Kunststoff einer, vorzugsweise medizinischen, Verpackung. Insbesondere wird hierbei das vorstehend beschriebene Schweißwerkzeug in dem Verfahren eingesetzt. Dabei wird eine Schweißbacke des Schweißwerkzeugs mit einer erwärmbaren Siegelfläche zur Ausbildung einer
Schweißnaht so auf die Folie gepresst, dass
in dem Schweißwerkzeug während des Verschweißens eine Kavität gebildet wird, indem die Folie randseitig zu der
Siegelfläche während des Schweißvorgangs durch einen gegenüber der Siegelfläche kühleren, randseitig an die Siegelfläche, vorzugsweise inneren und/oder äußeren, erstreckenden
Klemmbereich eingeklemmt ist und
plastifiziertes Kunststoffmaterial der Folie durch eine, vorzugsweise in einem mittleren Bereich angeordnete, Erhöhung der Siegelfläche, vorzugsweise zumindest transversal zu der Siegelfläche, in einen zumindest abschnittsweise vertieften randseitigen, an den Klemmbereich angrenzenden, inneren
Bereich der Siegelfläche verschoben wird, so dass die
Folienstärke in dem randseitigen inneren Bereich der
Schweißnaht vergrößert wird. Vorzugsweise ist der innere
Bereich der Siegelfläche zumindest abschnittsweise vertieft sowohl gegenüber dem inneren Klemmbereich als auch gegenüber der Erhöhung angeordnet. Insbesondere durch die Kombination aus dem Klemmbereich und der Kontur der Siegelfläche, insbesondere der Erhöhung und der Vertiefung, wird zumindest ein freier, transversal (quer zur Schweißnaht) und gegebenenfalls lateral (entlang der
Schweißnaht) gerichteter Materialfluss ermöglicht. Dadurch kann zum einen die Foliendicke in dem inneren Bereich der Schweißnaht erhöht und damit die Folie in diesem inneren
Bereich verstärkt werden. Zum anderen können auch
Fertigungstoleranzen der Komponenten (Folie, Port, ...)
ausgeglichen werden, insbesondere ohne einen unkontrollierten Materialaustrieb zu erzeugen. Insbesondere erfolgt eine vollständige Verschweißung aller Bauteile, solange die
Gesamtheit aller Toleranzabweichungen kleiner dem
Verdrängungsvolumen der Erhöhung ist.
Der Klemmbereich ist derart kühler oder kühl, dass er mit einer Temperatur bereitgestellt wird, die unterhalb der
Plastifizierungstemperatur der zu verschweißenden Folie liegt. Insbesondere liegt die Temperatur des Klemmbereiches während des Verschweißens bei maximal etwa 20 °C über Raumtemperatur. Vorzugsweise wird hierzu die Schweißbacke des Schweißwerkzeugs mittels eines Kühlkörpers kontinuierlich mit einem Fluid, zum Beispiel Wasser gekühlt, und die Siegelfläche wird mittels des Heizleiters in Pulsen zeitlich begrenzt beheizt.
Die Folienstärke ist die Dicke der Folie (n) , mit welcher die Folie (n) zum Verschweißen bereitgestellt wird bzw. werde (n) . Die Folienstärke in dem randseitigen äußeren Bereich der
Schweißnaht bleibt in einer Ausführungsform dann, vorzugsweise im Wesentlichen, erhalten, wenn sie gegenüber der Dicke der Folie (n) , mit welcher die Folie (n) bereitgestellt wurde (n) um höchstens ± 10 % abweicht. Beim Verschweißen wird eine Schweißbacke mit einer erwärmbaren Siegelfläche auf die Folie gepresst, wobei die Folie
randseitig zur Siegelfläche während des Schweißvorgangs in einem Klemmbereich der Schweißbacke eingeklemmt ist.
In einer Ausführungsform wird in der Schweißnaht, vorzugsweise gleichzeitig, zumindest ein Einschweißabschnitt eines Ports mit eingeschweißt. Vorzugsweise wird der Einschweißabschnitt des Ports durch ein Einschweißschiffchen bereitgestellt. Der Einschweißabschnitt kann aber auch durch eine Art Rohr- oder Schlauchabschnitt bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird die Siegelfläche in dem Bereich, in dem der Port mit eingeschweißt wird, stärker erwärmt als in einem angrenzenden Bereich der Siegelfläche, in dem zwei Folien miteinander verschweißt werden .
Während des Schweißvorgangs wird vorzugsweise sowohl von der Siegelfläche als auch von einem sich randseitig an die
Siegelfläche anschließenden Klemmbereich durch eine
Flächenpressung eine Kraft auf die Folie ausgeübt.
Die Klemmbacke wird insbesondere derart stark aufgedrückt, dass sich zumindest zu Beginn des Schweißvorgangs eine über die Siegelfläche und den Klemmbereich gemittelte Kraft von 0,05 bis 5, vorzugsweise von 0,1 bis 1 N/mm2 ergibt.
Durch das Einklemmen der Folie im Klemmbereich ist die Folie während des Schweißvorgangs ein Abstandshalter für die
Schweißbacken. Im Klemmbereich wird das Werkzeug durch die Folien auseinandergehalten, so dass sich innerhalb der
Schweißnaht, zum Beispiel zwischen zwei gegenüberliegenden Siegelflächen oder zwischen der Siegelfläche und dem
Einschweißschiffchen des Ports, eine geschlossene Kavität bildet, welche vergleichbar in einem Spritzgussprozess zu finden ist. Das führt dazu, dass das plastifizierte, insbesondere schmelzflüssige, Kunststoffmaterial nicht in nennenswerter Weise neben die Schweißnaht gedrückt wird.
Die Siegelfläche wird während eines Schweißvorgangs zunächst erwärmt, so dass sich das an die Siegelfläche angrenzende Kunststoffmaterial plastifiziert, um eine Stoffschlüssige Verbindung einzugehen. Sodann wird die Beheizung abgeschaltet und, sobald sich das Kunststoffmaterial verfestigt hat, wird die Schweißbacke abgehoben. Unter einem Plastifizieren des Kunststoffmaterials wird ein Erwärmen verstanden, dass der Kunststoff zumindest beginnt, in einen schmelzflüssigen
Zustand überzugehen, so dass er eine Stoffschlüssige
Verbindung eingehen kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird beim Erwärmen der Siegelfläche im Bereich der Siegelfläche eine höhere
Flächenpressung ausgeübt als im Klemmbereich. Dadurch kann das Verdrängen bzw. Fließen des plastifizierten Folienmaterials unterstützt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird also während des Schweißverfahrens keine Flächenpressung mit im
Wesentlichen gleicher Kraft pro Fläche sowohl über den
Klemmbereich als auch über die Siegelfläche ausgeübt, sondern es wird im Bereich der Siegelfläche eine höhere Kraft pro Fläche ausgeübt. Vorzugsweise liegt die Kraft im Bereich der Siegelfläche zumindest zeitweise und zumindest abschnittsweise um das l,5fache höher als im angrenzenden Klemmbereich.
Hierdurch wird zum einen weiterhin erreicht, dass sich im Bereich der Schweißnaht eine geschlossene Kavität ausbildet.
Gleichzeitig baut sich zum anderen innerhalb dieser
geschlossenen Kavität aufgrund der größeren Flächenpressung in einem schmelzflüssigen Material ein Druck auf, so dass das schmelzflüssige Material fließen kann, falls hierfür ein
Volumen vorhanden ist. Ein solches Volumen ist insbesondere vorhanden durch die Vertiefung in dem inneren Bereich der Siegelfläche. Ein solches Volumen kann beispielsweise auch vorhanden sein durch fertigungsbedingte Toleranzen. Solche Toleranzen können insbesondere an der Außenseite des
Einschweißschiffchens eines Ports vorhanden sein. Diese werden so in verbesserter Weise durch Material der zu verschweißenden Folie aufgefüllt. Es kann so auf einfache Weise ein
Schweißverfahren bereitgestellt werden, welches höhere
Fertigungstoleranzen zulässt.
Die Flächenpressung wandelt sich durch das Verflüssigen des Kunststoffmaterials in einen Druck in der Kavität um, der schmelzflüssiges Material in die Hohlräume, insbesondere transversal (quer zur Schweißnahtlänge) und gegebenenfalls lateral (in Richtung der Schweißnahtlänge), fließen lässt.
Durch die Erfindung können z.B. Folien miteinander verbunden werden. Es können auch Einschweißabschnitte, beispielsweise Einschweißschiffchen, eines Ports zwischen zwei Folien
verschweißt werden, wobei die Folien in einen schmelzflüssigen Zustand übergehen und sich Stoffschlüssig mit dem
Einschweißabschnitt verbinden. Insbesondere durch die größere Kraft pro Fläche im Bereich der Siegelfläche, also im Bereich der sich bildenden Schweißnaht, können mögliche Einfallstellen ausgefüllt werden.
Die Siegelfläche ist insbesondere als erwärmbare linien- bzw. streifenförmige Fläche ausgebildet, die während eines
Schweißzyklus temporär erwärmt wird. Die Erwärmung der
Siegelfläche kann insbesondere mit einem widerstandsbeheizten Heizleiter erfolgen. Zum Einschweißen des Einschweißabschnitts, vorzugsweise des Einschweißschiffchens, eines Ports kann die Siegelfläche nebst angrenzendem Klemmbereich eine Ausnehmung aufweisen. Die Form der Ausnehmung ist dabei an die Form des Einschweißabschnitts eines Ports angepasst. Deren Form ist in einer Ausführungsform der Erfindung an ein an den Rändern spitz zulaufendes
Einschweißschiffchen angepasst. Das Einschweißschiffchen ist ein in einer Schiffsform gebildeter Einschweißabschnitt und kann daher auch kurz als schiffsförmiger Einschweißabschnitt bezeichnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die höhere Kraft pro Fläche im Bereich der Siegelfläche durch eine sich aufwölbende Membran, welche die Siegelfläche umfasst,
ausgeübt .
Unter einer Membran wird ein vorzugsweise dünnwandig
ausgebildeter Abschnitt der Schweißbacke, insbesondere eines Oberteils der Schweißbacke, verstanden.
Die Membran ist vorzugsweise randseitig fixiert. Sobald die Membran während eines Schweißzyklus erwärmt wird, dehnt sich diese aus und wölbt sich zumindest dann, wenn keine Gegenkraft entgegensteht, nach vorne, also in Richtung der Folie, auf die so Druck ausgeübt wird. Vorzugsweise liegt die Membran mit ihrer Unterseite auf, insbesondere auf einem Heizdraht. So ist ein Aufwölben nur nach vorne möglich.
Es kann so auf einfache Weise die Kraft pro Fläche im Bereich der Siegelfläche und damit der Druck innerhalb der
geschlossenen Kavität, in welcher sich die Schweißnaht
befindet bzw. gebildet wird, erhöht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere ein
Impulsschweißverfahren. In einer Ausführungsform beträgt die Zykluszeit, also die Zeit vom Aufsetzen des Schweißwerkzeugs, Erwärmen der Siegelfläche, Abkühlen und Abheben des
Schweißwerkzeugs, weniger als 10, vorzugsweise weniger als 8 und besonders bevorzugt weniger als 5 Sekunden.
Die Membran ist insbesondere derart ausgebildet, dass diese sich im unbelasteten Zustand, also ohne Gegenkraft durch eine anliegende Folie, mindestens 10 gm, vorzugsweise mindestens 15 gm, in Richtung der Folie wölbt.
Die Membran ist vorzugsweise Teil des Oberteils einer
Schweißbacke und ist vorzugsweise einstückig mit einem
angrenzenden Bereich des Oberteils ausgebildet.
Das Oberteil ist vorzugsweise als Block ausgebildet, welcher die Membran umfasst. Die Membran wird dadurch bereitgestellt, dass der Block im Bereich der Membran ausgedünnt ist.
Bei einem Schweißvorgang wird nur die Siegelfläche, die Teil der Membran ist, nicht aber der angrenzende Klemmbereich, derart erwärmt, dass die in Kontakt stehende Folie
plastifiziert wird. Aufgrund dessen dehnt sich der Block nicht oder zumindest weniger aus, so dass die Membran im
Übergangsbereich zum Block eingespannt ist und sich aufwölbt, da der Block nicht der Ausdehnung der Membran folgt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Schweißbacke mit einer Siegelfläche verwendet, die zumindest eine aus einer Oberfläche der Siegelfläche ragende Erhöhung, vorzugsweise ein Plateau, und eine Vertiefung aufweist.
Die Siegelfläche, deren Höhe im äußeren randseitigen Bereich mit der Höhe des äußeren Klemmbereichs übereinstimmen kann, kann also einen verdickten Bereich in Form eines Plateaus und einen verdünnten Bereich in Form einer Vertiefung haben. Die Erhöhung, vorzugsweise das Plateau, ist vorzugsweise als plattenförmige Kontur oder Erhebung ausgebildet, welche sich im mittleren Bereich entlang der Haupterstreckungsrichtung der Siegelfläche erstreckt. Die im mittleren Bereich der
Siegelfläche angeordnete Erhöhung liegt zwischen dem inneren Bereich der Siegelfläche, der sich in Richtung des
Beutelinnenraums anschließt, und dem äußeren Bereich der
Siegelfläche, der sich in Richtung der Umgebung des Beutels anschließt .
Durch das Plateau wird ebenfalls die Flächenpressung im
Bereich der Siegelfläche erhöht. Weiter kann durch das Plateau Material, welches in schmelzflüssigem Zustand ist, in Bewegung versetzt werden und dabei mögliche Kavitäten, wie z.B. die Vertiefung, auffüllen.
Die Membran hat, um sich hinreichend aufzuwölben, aber um auch nicht so dünn ausgebildet zu sein, dass die Gefahr des
Einreißens besteht, bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Dicke von 100 - 1500 gm, vorzugsweise von 300 - 600 gm.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine mehrlagige Folie, insbesondere eine mehrlagige Polyolefinfolie , wie beispielsweise eine Polypropylen- oder Polyethylenfolie, verschweißt. Derartige mehrlagige Folien haben verbesserte Eigenschaften hinsichtlich deren Reißfestigkeit. Es hat sich herausgestellt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch mehrlagige Folien sicher verbunden werden können .
Die für das Verfahren verwendete Folie hat vorzugsweise eine Dicke von 100 bis 500 gm, besonders bevorzugt von 150 bis 300gm. Unabhängig davon, ob eine einlagige oder mehrlagige Folie verwendet wird, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die gesamte Folie während des
Schweißverfahrens plastifiziert wird. Insbesondere können alle Lagen einer mehrlagigen Folie während des Schweißverfahrens plastifiziert werden. Dabei wird das gesamte Material im
Bereich der Schweißnaht in einen schmelzflüssigen Zustand überführt, wobei durch das seitliche Einklemmen der Folie im Klemmbereich ein geschlossenes Volumen im Bereich der
Schweißnaht erzeugt wird. Es muss dabei nicht zu einer
Mischung der Schichten der Folie kommen. Die Erfindung kann sich aber auch auf die Verwendung einer mehrlagigen Folie beziehen, die eine dünne Schicht aus einem bei niedrigerer Temperatur schmelzendem Material aufweist, welche als
Klebeschicht dient. Bei dieser Ausgestaltung muss nicht das gesamte Material im Bereich der Schweißnaht plastifiziert werden .
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine als Beutel
ausgebildete medizinische Verpackung, welche insbesondere mit dem zuvor beschriebenen Verfahren und insbesondere unter Benutzung des zuvor beschriebenen Werkzeugs hergestellt werden kann. Die vorstehend genannten Merkmale des Schweißwerkzeugs und/oder des Schweißverfahrens können sich daher auch in den Merkmalen der nachfolgend beschriebenen als Beutel
ausgebildeten medizinische Verpackung widerspiegeln.
Der Beutel umfasst miteinander verschweißte Folien. Gemäß der Erfindung umfasst der Beutel zumindest eine Schweißnaht, welche zumindest abschnittsweise einen gegenüber einem
angrenzenden Nachbarbereich ausgedünnten bzw. in der Dicke reduzierten Bereich aufweist. Der Nachbarbereich wird zum einen durch einen randseitigen, inneren Bereich der
Schweißnaht bereitgestellt. Dieser randseitige, innere Bereich der Schweißnaht ist der Bereich der Schweißnaht, der an den Innenraum des Beutels angrenzt. Bei einem befüllten Beutel grenzt dieser Bereich der Schweißnaht zum Beispiel an die im Beutel enthaltene Flüssigkeit an. Dabei besitzt der
randseitige, innere Bereich der Schweißnaht eine Dicke, die, vorzugsweise zumindest abschnittsweise, größer ist als eine Dicke der bereitgestellten Folie für den Fall, dass eine Folie und ein Port miteinander verschweißt werden. Für den Fall, dass zwei Folien miteinander verschweißt werden, besitzt die Schweißnaht eine Dicke, die größer als eine Gesamtdicke der beiden bereitgestellten Folien ist.
Die Erfindung kann in einer Ausgestaltung beschrieben werden durch eine als Beutel ausgebildete medizinische Verpackung, der miteinander verschweißte Folien umfasst,
wobei der Beutel zumindest eine Schweißnaht umfasst, welche zumindest abschnittsweise einen gegenüber einem
angrenzenden Nachbarbereich der Schweißnaht in der Dicke reduzierten Bereich aufweist,
wobei der Nachbarbereich durch einen randseitigen, inneren Bereich der Schweißnaht und durch einen randseitigen, äußeren Bereich der Schweißnaht bereitgestellt wird und
der randseitige, innere Bereich der Schweißnaht eine Dicke Di aufweist, welche zumindest abschnittsweise größer ist als eine Gesamtdicke der miteinander verschweißten Folien, wobei die Gesamtdicke die Summe aus den einzelnen Dicken D der
Folien ist, wobei
die Dicke Di der Schweißnaht in dem randseitigen, inneren Bereich zumindest abschnittsweise 2D < Di < 2,5 D beträgt und eine Dicke Dp der Schweißnaht in dem Bereich reduzierter Dicke zumindest abschnittsweise 0,5 2D < Dp < 2D beträgt und eine Dicke DE der Schweißnaht in dem äußeren Bereich zumindest abschnittsweise 0,8 2D < DE < 1,2 2D beträgt.
In einer Ausführungsform kann der Nachbarbereich auch noch durch einen randseitigen, äußeren Bereich der Schweißnaht bereitgestellt werden. Der äußere Bereich der Schweißnaht beschreibt den Bereich, der an die äußere Umgebung angrenzt. Vorzugsweise besitzt der randseitige, äußere Bereich der
Schweißnaht eine Dicke, welche im Wesentlichen einer Dicke der Folie oder einer Gesamtdicke der Folien entspricht.
Die Dicke der Folie beschreibt die Folienstärke, mit welcher die Folie bereitgestellt wurde. Die Gesamtdicke beschreibt die Summe der Folienstärken der beiden bereitgestellten Folien, die miteinander verschweißt werden.
Die Dicke der Schweißnaht entspricht, vorzugsweise im
Wesentlichen, der Dicke der Folie, wenn sie um höchstens ± 10 % abweicht. Die Dicke der Schweißnaht entspricht, vorzugsweise im Wesentlichen, der Gesamtdicke der zwei Folien, wenn sie um höchstens ± 10 % abweicht.
Dieser ausgedünnte Bereich ist insbesondere als Abdruck der vorstehend beschriebenen Erhöhung, beispielsweise des eingangs beschriebenen Plateaus, ausgebildet. In diesem Bereich ist die Schweißnaht aufgrund des erzeugten Drucks durch die Erhöhung, z.B. durch das Plateau, in der Dicke reduziert.
Der ausgedünnte bzw. in der Dicke reduzierte Bereich erstreckt sich insbesondere über eine Breite von 20 % - 60 %,
vorzugsweise von 30 % - 50 %, der Breite der Schweißnaht. Der ausgedünnte Bereich kann sich zum Beispiel streifenförmig entlang einer Region der Schweißnaht erstrecken. Er kann insbesondere einen Streifen entlang einer mittleren Region der Schweißnaht bilden.
Insbesondere ist die Dicke Dp der Schweißnaht in dem Bereich reduzierter Dicke, vorzugsweise zumindest abschnittsweise, kleiner ist als eine Summe aus den einzelnen Dicken D der Folien. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Dicke Dp der Schweißnaht in dem Bereich reduzierter Dicke, vorzugsweise zumindest abschnittsweise, 0,5 2D < Dp < 2D, bevorzugt 0,6 2D < Dp < 0,9 2D, besonders bevorzugt 0,7 2D < Dp < 0,8 2D. Sofern zwei Folien unterschiedlicher Folienstärke Dl und D2 miteinander verschweißt werden sollten, wird 2D durch die Summe Dl + D2 ersetzt.
Der verdickte Bereich ist insbesondere als ein Abdruck der vorstehend beschriebenen Vertiefung ausgebildet. In diesem Bereich ist die Schweißnaht aufgrund des durch die Erhöhung verdrängten Materials in der Dicke erhöht. Der verdickte bzw. in der Dicke erhöhte Bereich erstreckt sich insbesondere über eine Breite von 30 % - 70 %, vorzugsweise von 40 % - 60 %, der Breite der Schweißnaht. Der erhöhte Bereich kann sich zum Beispiel streifenförmig entlang einer Region der Schweißnaht erstrecken. Er kann insbesondere einen Streifen entlang einer inneren, vorzugsweise randseitigen, Region der Schweißnaht bilden. In einer Ausgestaltung der Erfindung verlaufen der in der Dicke reduzierte Bereich und der in der Dicke vergrößerte Bereich parallel zueinander.
Insbesondere ist die Dicke Di der Schweißnaht in dem
verdickten, inneren Bereich, vorzugsweise zumindest
abschnittsweise, größer ist als eine Summe aus den einzelnen Dicken D der Folien. In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Dicke Di der Schweißnaht in dem verstärkten Bereich zumindest abschnittsweise 2D < Di < 2,5 D, bevorzugt 1,1 2D <
Di < 1,5 2D, besonders bevorzugt 1,1 2D < Di < 1,25 2D. Sofern zwei Folien unterschiedlicher Folienstärke Dl und D2
miteinander verschweißt werden sollten, wird 2D durch die Summe Dl + D2 ersetzt.
In einer Ausführungsform gilt allgemein, dass Di > Dp ist und dass Di > DE ist und gegebenenfalls dass DE > DP ist. In einer Ausgestaltung der Schweißnaht ist der verstärkte, innere Bereich der Schweißnaht breiter als der in der Dicke reduzierte Bereich und/oder breiter als der äußere Bereich der Schweißnaht. Insbesondere ist der in der Dicke reduzierte Bereich breiter ist als der äußere Bereich der Schweißnaht.
Weiter kann die Schweißnaht zumindest einen eingeschweißten Port umfassen. Insbesondere kann die Schweißnaht einen Port mit einem Einschweißschiffchen umfassen.
Die Schweißnaht ist vorzugsweise zwischen 1 und 10 mm,
besonders bevorzugt zwischen 3 und 7 mm breit.
Eine die Schweißnaht erzeugende Siegelleiste ist vorzugsweise zwischen 5 und 15, besonders bevorzugt zwischen 6 und 12 mm, breit .
Im Bereich der Erfindung liegt zudem auch ein pharmazeutisches Produkt. Es umfasst eine Ausführungsform einer als Beutel ausgebildeten medizinischen Verpackung, wie sie vorstehend beschrieben ist. Der Beutel ist mit einer medizinischen
Flüssigkeit befüllt, die vorzugsweise einen Wirkstoff enthält. Eine medizinische Flüssigkeit ist zum Beispiel eine intravenös zu verabreichende Flüssigkeit. Beispiele für eine zu
verabreichende Flüssigkeit sind eine Kochsalzlösung, eine Glukoselösung, eine Nährstofflösung für die parenterale
Ernährung, eine Emulsion oder dergleichen. Die Wirkstoffe können gelöst und/oder dispergiert in der Flüssigkeit
vorliegen. Vorzugsweise wird die Verpackung über den Port befüllt. Nach der Befüllung wird die Verpackung fluiddicht verschlossen, zum Beispiel durch das Aufsetzen einer Kappe auf den Port. Zudem kann die Verpackung nach dem Verschließen sterilisiert, vorzugsweise autoklaviert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Der Gegenstand der Erfindung soll im Folgenden Bezug nehmend auf ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 17 näher erläutert werden.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen medizinischen Verpackung, welche als Beutel ausgebildet ist.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Schweißwerkzeugs.
Fig. 3 ist eine Detailansicht der Fig. 2.
Fig. 3a und Fig. 3b sind Detailansichten der Fig. 3, in welchen die Ausgestaltung des Heizleiters sowie die Grenze des Klemmbereichs dargestellt sind.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Schweißbacke mit aufgelegtem Beutel und teilweise abgenommenem Oberteil.
Fig. 5 ist eine perspektivische Detailansicht einer
Schweißbacke mit vollständig abgenommenem Oberteil.
Fig. 6 ist eine perspektivische Innenansicht des Oberteils einer Schweißbacke.
Fig. 7 ist eine perspektivische Detailansicht des Bereiches einer Ausnehmung für das Einschweißschiffchen eines Ports in einer Schweißbacke.
Fig. 7a ist eine perspektivische Darstellung des Portbereichs eines Beutels, welcher mit dem im Fig. 7 dargestellten
Schweißwerkzeug hergestellt ist.
Fig. 8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer
Schweißbacke, welche für die Schweißnähte verwendet wird, bei denen zwei Folien direkt miteinander verbunden werden (ohne Einschweißschiffchen eines Ports) .
Fig. 8a ist eine Detailansicht der in Fig. 8 dargestellten Siegelleiste der Schweißbacke.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht des Bereichs der Siegelfläche der in Fig. 8a dargestellten Siegelleiste.
Fig. 9a ist eine schematische Schnittansicht SF/F des Bereichs einer Schweißnaht (siehe dazu Fig. 1), die mit dem in Fig. 8, Fig. 8a und Fig. 9 dargestellten Schweißwerkzeug hergestellt ist .
Fig. 10 ist eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 2.
Fig. 10a und 10b sind Detailansichten der Fig. 10, in denen die Einzelheiten der Siegelleiste dargestellt sind.
Fig. 10c zeigt die vergrößerte Detailansicht aus Fig. 10 mit mikroskopischen Schnittansichten der Schweißnaht.
Fig. 11 ist der Schnitt SP/F einer Schweißnaht im Bereich des Einschweißschiffchens eines Ports (siehe dazu Fig. 1), welche zum Beispiel mit dem in Fig. 4 dargestellten Schweißwerkzeug hergestellt ist.
Fig. 11a zeigt eine Detailansicht des Portbereichs eines Beutels, der mit dem in Fig. 11 dargestellten Schweißwerkzeug hergestellt ist.
Bezugnehmend auf das Flussdiagramm gemäß Fig. 12 sollen die Schritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden. Detaillierte Beschreibungen der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine als Beutel 1 ausgebildete medizinische
Verpackung, wie sie gemäß der Erfindung hergestellt werden kann .
Der Beutel 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Ports 2, 3, bei dem ein Port 2 zum Zuführen und ein anderer Port 3 zum Entnehmen von Flüssigkeit vorgesehen sind. Die Erfindung kann sich auch auf Beutel 1 beziehen, welche nur einen Port 2 oder 3 oder eine Vielzahl von Ports 2, 3 umfassen (hier nicht gezeigt) . Zum Beispiel kann ein Beutel 1 ein bis vier Ports 2, 3 besitzen. Die Beutel 1 können zum Beispiel mit einer
Kochsalzlösung befüllt sein. Derartige Beutel 1 können
insbesondere auch mit einer bereits wirkstoffhaltigen
Flüssigkeit, beispielsweise Lösung, vorbefüllt sein.
Die Ports 2, 3 sind eingeschweißt und umfassen hierzu jeweils einen Einschweißabschnitt 5. Die hier dargestellten Beispiele zeigen den Einschweißabschnitt 5 jeweils in der Ausgestaltung eines Einschweißschiffchens 5 (siehe dazu auch die Figuren 4,
8 und 14) . Die Einschweißabschnitte 5 können auch in der Form eines Rohr- oder Schlauchabschnitts vorliegen.
Die Einschweißschiffchen 5 werden beim Verschweißen der auch als Querschweißnaht bezeichneten Schweißnaht 6 mit in den Beutelrand eingeschweißt und sind daher von der Folie 9, aus welcher der Beutel 1 besteht, überdeckt.
Der Beutel 1 besteht beispielsweise aus einer mehrlagigen, auf Polyolefin basierenden Folie, insbesondere besteht der Beutel 1 aus einer Polyethylen- oder Polypropylenfolie. Neben der Querschweißnaht 6 ist der Beutel 1 noch durch die randseitigen, auch als Längsschweißnähte, bezeichneten
Schweißnähte 7 sowie durch die obere Querschweißnaht 8 verschlossen. Im Bereich der oberen Querschweißnaht 8 umfasst der Beutel 1 hier noch einen Hänger 4.
Der Querschnitt einer Schweißnaht 6, 7, 8, in der zwei Folien
9 direkt (ohne eingeschweißten Port 5) miteinander verschweißt sind, ist mit SF/F gekennzeichnet. Dagegen ist der Querschnitt einer Schweißnaht 6, in der ein Einschweißschiffchen 5 eines Ports 2, 3 mit in den Folienrand eingeschweißt ist, mit SP/F gekennzeichnet. Bezugnehmend auf die folgenden Zeichnungen wird erläutert, wie die Schweißnähte 6, 7, 8 gebildet werden.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht Teile des Schweißwerkzeugs, mittels dessen die Folien 9 untereinander oder die Folien 9 mit dem Port 2, 3 verschweißt werden. Neben den Schweißbacken 10a und 10b umfasst das Schweißwerkzeug noch die hier nicht dargestellte Mechanik zum Bewegen der
Schweißbacken 10a, 10b, eine Kühlmittelzufuhr sowie eine
Steuerungselektronik, unter anderem zum Ansteuern des
Heizleiters 13.
Um z.B. zwei Folien 9 miteinander zu verschweißen, werden die Schweißbacken 10a und 10b zum Ausbilden einer Schweißnaht 6,
7, 8 auf die Folien 9 aufgedrückt. Jede Schweißbacke 10a, 10b umfasst jeweils einen Kühlkörper 12a und 12b und ein Oberteil 11a, 11b. Die Kühlkörper 12a und 12b ragen in das jeweilige Oberteil 11a und 11b hinein. Die genannten Oberteile 11a und 11b umfassen jeweils eine Siegelfläche 17 und werden auf die Folien 9 aufgedrückt.
Das Unterteil 28a, 28b der jeweiligen Schweißbacke 10a, 10b umfasst jeweils einen Kühlkanal 29a, 29b, welcher sich entlang des Kühlkörpers 12a, 12b erstreckt und über welchen der Kühlkörper 12a, 12b durch Hindurchleiten von Kühlflüssigkeit kontinuierlich gekühlt wird. Das Oberteil lla/llb sitzt auf dem Unterteil 28a/28b auf und wird durch das Unterteil 28a/28b gekühlt .
Fig. 3 ist eine Detailansicht der Fig. 2, in der zu erkennen ist, dass auf den Kühlkörpern 12a, 12b jeweils ein Heizleiter 13 angeordnet ist. Über den Heizleiter 13 wird eine Membran 15 erwärmt, um das Kunststoffmaterial der Folien 9 zu
Plastifizieren.
Der Schweißvorgang wird im Impulsbetrieb durchgeführt. Dabei wird der Kühlkörper 12a, 12b kontinuierlich mit einer
Flüssigkeit gekühlt und der Heizleiter 13 in Pulsen zeitlich begrenzt beheizt.
Wird nun der Heizleiter 13 von einem elektrischen Strom durchflossen, so erwärmt sich die Membran 15, die auf den Folien 9 aufliegt, auf eine Temperatur von vorzugsweise 180 °C bis 350 °C und plastifiziert die Folien 9 im Bereich der
Schweißnaht 6. Die Folien 9 werden derart plastifiziert oder erweicht, dass zur Ausbildung der Schweißnähte 6, 7 und 8 die Folien 9 miteinander verkleben und/oder die Folien 9 mit dem Einschweißabschnitt 5 eines Ports 2, 3 verkleben.
Gegebenenfalls kann auch die Oberfläche des
Einschweißabschnitt 5 etwas erweichen.
Die Grenzen 20 der hier illustrierten Schweißnaht 6 sind mit den gestrichelten Linien angedeutet. Die Schweißnaht 6 ist breiter als der Heizleiter 13. Vorzugsweise ist der Heizleiter 13 zwischen 10 und 30 %, besonders bevorzugt zwischen 15 und 25 %, schmaler als die Schweißnaht 6. Der Heizleiter 13 ist vorzugsweise zwischen 3 und 6 mm breit. Randseitig der Grenze 20 der Schweißnaht 6 erstreckt sich der Klemmbereich 16. Die Oberfläche der Schweißbacke 10, 10a/10b springt randseitig des Klemmbereichs 16 zurück, da die Siegelfläche 17 und die
Klemmbereiche 16 als eine aus der Oberfläche der Schweißbacke hervorstehende Siegelleiste 32 ausgebildet sind (siehe dazu auch Fig. 8 und Fig. 8a) .
Die Membran 15 ist vorzugsweise einstückig mit dem restlichen Oberteil 11, 11a, 11b ausgebildet. Der Bereich der Membran 15 umfasst die Siegelfläche 17 der jeweiligen Schweißbacke 10,
10a, 10b, 10c. Vorzugsweise hat die Membran 15 eine Dicke von lediglich 250 - 600 gm und wird randseitig von einem massiven Block begrenzt, welche zusammen das jeweilige Oberteil 11a,
11b bilden. Durch ihre geringe Dicke kann sich die Membran 15 beim Einschalten des Heizleiters 13 schnell aufheizen und nach dem Abschalten des Heizleiters 13 aufgrund der permanenten Kühlung wieder schnell abkühlen. Dies ermöglicht ein
dynamisches Verfahren. Insbesondere kann sich dadurch der angrenzende Klemmbereich 16 (siehe dazu auch nachfolgend im Text) nicht wesentlich erwärmen.
Die Membran 15 ist beim Erwärmen eingespannt und kann sich gegebenenfalls aufgrund der thermischen Ausdehnung leicht nach vorne, also in Richtung der Folie 9 wölben. Hierdurch wird eine größere Kraft pro Fläche und damit ein zusätzlicher Druck auf die Schweißnaht 6 ausgeübt. Dadurch kann die
formschlüssige Verbindung verbessert werden. Dies führt zudem dazu, dass die Vertiefung 38 im inneren Bereich 33i der
Siegelfläche 17 aufgefüllt und etwaige Form- und/oder
Maßtoleranzen ausgeglichen werden können, indem Material aufgrund des zusätzlichen Drucks in diese Bereiche fließt.
Aufgrund der Kühlung ist der an die Grenze 20 der Schweißnaht 6 angrenzende Klemmbereich 16 der jeweiligen Schweißbacke 10a, 10b derart kalt, dass das Material in diesem Bereich nicht plastifiziert wird. Die Schweißbacken 10a, 10b liegen so auf den Folien 9 auf und werden aufgrund ihres Aufliegens mit dem angrenzenden
Klemmbereich 16, in welchem sich das Kunststoffmaterial nicht verflüssigt und daher nicht verdrängt werden kann, derart auf Abstand gehalten, dass sich im Bereich der Schweißnaht 6 das plastifizierte Material nicht herausdrückt. Während eines Schweißvorgangs wird so innerhalb der Schweißbacken 10a, 10b eine geschlossene Kavität, in der dann die Schweißnaht 6 gebildet wird, bereitgestellt.
Zwischen einem Heizleiter 13 und einem Kühlkörper 12a, 12b ist eine Isolierschicht 14 angeordnet. Beispielsweise sind die Heizleiter 13 mit einer Isolierschicht 14, insbesondere einer Silikonschicht, auf die Kühlkörper 12a, 12b aufgesetzt.
Auf der gegenüberliegenden Seite liegt der Heizleiter 13 unmittelbar an der Membran 15 an, um ein schnelles Aufheizen der Membran 15 sicher zu stellen. Gleichzeitig kann sich die Membran 15 bei Erwärmung aufgrund des anliegenden Heizleiters 13 nur nach vorne, also in Richtung der Folie 9, wölben. Der Heizleiter 13 und/oder die Membran 15 sind mit einer dünnen Isolierschicht (nicht dargestellt) versehen. Diese verhindert, dass die am Heizleiter 13 anliegende Membran 15 den Heizleiter 13 kurzschließt. Hierzu kann die am Heizleiter 13 anliegende Seite der Membran 15 z.B. mit einer isolierenden Oxidschicht oder einer Schicht oder Folie von Polymiden (nicht
dargestellt) versehen sein.
Die Seitenwände des Kühlkörpers 12, 12a, 12b sind jeweils durch einen Spalt 35 von der gegenüberliegenden Seitenwand einer Ausnehmung des Oberteils 11a, 11b beabstandet.
Fig. 3a ist eine Detailansicht des Bereiches A der Fig. 3 gemäß einer Ausführungsform des Schweißwerkzeugs. In diesem Bereich endet der Heizleiter 13. Der Heizleiter 13 ist hier mittels einer Isolierschicht 14, beispielsweise einer Silikonschicht, auf den Kühlkörper 12/12a gesetzt.
Vorzugsweise stellt die Isolierschicht 14 eine Stoffschlüssige Verbindung des Heizleiters 13 zum Kühlkörper 12/12a her. Die Isolierschicht 14 wirkt als thermische Isolierschicht. Sie kann auch als elektrische Isolierschicht wirken, so dass insbesondere auf eine weitere elektrische Isolation des
Kühlkörpers 12/12a verzichtet werden kann.
Der Kühlkörper 12/12a wird auch während des Schweißverfahrens kontinuierlich gekühlt. Insbesondere aufgrund der
Isolierschicht 14 erwärmt sich der im Impulsbetrieb betriebene Heizleiter 13 bei einem Schweißzyklus derart stark auf, dass die Membran 15 in den Grenzen 20 der Schweißnaht 6 derart erwärmt wird, dass sich das Kunststoffmaterial der
angrenzenden Folie 9 plastifiziert .
Fig. 3b ist eine Detailansicht des Bereichs B der Fig. 3 gemäß einer Ausführungsform des Schweißwerkzeugs. In dem Bereich, in welchem die Membran 15 sich derart erwärmt, dass das
Kunststoffmaterial plastifiziert wird, bildet die Membran 15 die Siegelfläche 17. Die Siegelfläche 17 erstreckt sich bis zur Grenze 20 der Schweißnaht 6. In einem hier abgerundeten Übergangsbereich 30 endet die Membran 15 und geht in das als Block ausgebildete Oberteil lla/llb über. Der an die Grenze 20 der Schweißnaht 6 angrenzende Klemmbereich 16 beginnt in diesem Ausführungsbeispiel in etwa mit dem Übergangsbereich 30.
Die äußere Grenze 31 des Klemmbereiches 16 ist mit einer Linie gekennzeichnet. In diesem Bereich ragt die Siegelleiste 32, die aus der Siegelfläche 17 und dem Klemmbereich 16 gebildet wird, aus dem Oberteil lla/llb heraus. Fig. 4 ist eine teils aufgeschnittene dreidimensionale Ansicht einer Schweißbacke 10, auf die ein Beutel 1 aufgelegt ist. Zum Verschweißen wird, entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 2, der Beutel 1 bzw. die Folien 9 mit der zu bildenden
Schweißnaht 6 von einem Schweißwerkzeug eingeklemmt. Die zweite Schweißbacke 10 des Schweißwerkzeugs ist hier nicht dargestellt. Die zweite Schweißbacke kann genauso wie die hier zu sehende Schweißbacke 10 ausgestaltet sein.
Auf der links dargestellten Hälfte ist das Oberteil 11 der Schweißbacke 10 sowie der Beutel 1 ausgeblendet. Der
Kühlkörper 12 ragt in das Oberteil 11 hinein und trägt den Heizleiter 13. Der Kühlkörper 12 wird hier mit einer
Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, gekühlt.
Die hier dargestellte Schweißbacke 10 ist ausgebildet, um in einem Schweißvorgang auch den Port 2, 3 mit in die Schweißnaht 6 einzuschweißen. Hierzu umfasst die Schweißbacke 10 zumindest eine Ausnehmung 19, die der Aufnahme des Einschweißschiffchens 5 des Ports 2, 3 dient. Ferner ist zumindest ein Halter 18 zum Festlegen des Oberteils eines Ports 2, 3 vorgesehen. Im
Bereich der Ausnehmung 19 für das Einschweißschiffchen 5 folgt auch der Heizleiter 13 der Kontur des Einschweißschiffchens 5.
Das Oberteil 11 der Schweißbacke 10 umfasst die Siegelleiste 32. Die Siegelleiste 32 stellt die Siegelfläche 17 und den Klemmbereich 16 bereit. Dazu ragt die Siegelleiste 32 aus dem Oberteil 11 hervor. Sie stellt eine Art Stufe oder Erhöhung in der Oberseite des Oberteils 11 dar. Die seitlichen Grenzen der Siegelleiste 32 sind durch die Grenzen 31 des Klemmbereichs 16 definiert (siehe dazu auch Fig. 3b) .
Die durch den Heizleiter 13 erwärmbare Siegelfläche 17 wird insbesondere durch die Membran 15 bereitgestellt. Während eines Schweißvorgangs erwärmt sich die Siegelfläche 17, wodurch das Kunststoffmaterial der Folien 9 plastifiziert wird .
Für einen Schweißvorgang wird der Heizleiter 13 für einige Sekunden, vorzugsweise für weniger als 3 Sekunden, erwärmt. Dabei fließt der Strom I (siehe auch Fig. 5) durch den als Metallstreifen ausgebildeten Heizleiter 13, wodurch sich der Heizleiter 13, trotz der kontinuierlichen Kühlung über den Kühlkörper 12/12a/12b, erwärmt.
Sodann wird die Beheizung ausgeschaltet und das Material kühlt sich, insbesondere aufgrund des Kühlkörpers 12, schnell wieder ab. Vorzugsweise beträgt die Abkühlzeit bis zum Öffnen der Schweißbacken 10a, 10b weniger als 3 Sekunden.
Der an die Siegelfläche 17 angrenzende Klemmbereich 16 der Schweißbacke 10 dient während des Schweißvorgangs als Auflage auf der Folie 9 des Beutels 1 und wird permanent gekühlt.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Schweißbacke 10 mit vollständig abgenommenem Oberteil 11.
Der Kühlkörper 12 umfasst einen Grundkörper oder Block 21 mit den Kühlmittelanschlüssen 22, aus welchem das Oberteil des Kühlkörpers 12, welches den Heizleiter 13 trägt, hervorragt. Die Ausnehmungen 19 dienen der Aufnahme jeweils eines
Einschweißschiffchens 5 eines Ports 2, 3. Die Oberteile eines Ports 2, 3 werden durch die Halter 18 getragen.
Der Kühlkörper 12 besteht vorzugsweise aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium oder Kupfer oder einer Aluminium- oder Kupferlegierung.
Bei dem Heizleiter 13 kann es sich um einen Kupferstreifen handeln. Der Heizleiter 13 kann aber beispielsweise auch ein Metallstreifen einer Eisen-Nickel-Legierung sein, vorzugsweise mit einem thermischen Längenausdehnungskoeffizient kleiner als 5 * 10_6/K, besonders bevorzugt kleiner als 2 * 10 6/K (bei 20 ° C bis 300 °C) .
Fig. 6 ist eine perspektivische Innenansicht des Oberteils 11 einer Schweißbacke 10. Zu erkennen ist in dieser Darstellung insbesondere die Membran 15, deren gegenüberliegende Seite die Siegelfläche 17 bildet. Das Oberteil 11 hat einen Graben, in welchen der Kühlkörper 12 hineinragt (siehe dazu auch Fig. 5) . Das Oberteil 11 ist hier als massiver Block ausgebildet, in welchem die Membran 15 eingespannt ist. Das Oberteil 11 und die Membran 15 sind vorzugsweise einstückig ausgeführt.
Das Oberteil 11 besteht vorzugsweise aus einem Metall mit niedriger Wärmeausdehnung, insbesondere aus einer Eisen- Nickel-Legierung. Der thermische Längenausdehnungskoeffizient des Materials beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei 20 °C bis 300 °C weniger als 5 * 10 6/K, besonders bevorzugt weniger als 2 * 10 6/K.
Fig. 7 ist eine perspektivische Detailansicht des Bereichs des Oberteils 11a, 11b, in welchem eine Ausnehmung 19 für das Einschweißschiffchen 5 eines Ports 2, 3 vorhanden ist. Die Ausnehmung 19 ist als grabenförmige, quer zur Siegelleiste 32 verlaufende Senke ausgebildet, durch welche sich die
Siegelfläche 17 erstreckt, um die Folie 9 mit dem
Einschweißschiffchen 5 eines Ports 2, 3 zu verschweißen.
Um den prinzipiellen Aufbau in diesem Bereich zu illustrieren, ist die Siegelleiste 32 bzw. die Siegelfläche 17 hier noch ohne Plateau 23 und auch ohne Vertiefung 38 im inneren Bereich 33i dargestellt. In dem dargestellten Beispiel der Ausnehmung 19 ragen aus der Siegelfläche 17 zwei voneinander beabstandete Rippen 24 heraus. Die Rippen 24 sind jedoch optional und enden hier im Wesentlichen in dem Bereich, in welchem die Ausnehmung 19 wieder in eine Ebene übergeht, die die Siegelfläche 17 in dem Bereich bildet, in welchem zwei Folien 9 miteinander verschweißt werden.
Die Siegelfläche 17, die Grenzen 20 der herzustellenden
Schweißnaht 9 sowie der Klemmbereich 16 und seine Grenzen 31 sind hier nur in der Ebene der Siegelfläche 32 illustriert.
Die aufgezählten Merkmale sind aus Darstellungsgründen in der Ausnehmung 19 nicht eingezeichnet. Auch sind weitere Details der Siegelfläche 17, wie z.B. der randseitige, innere Bereich 33i der Siegelfläche 17, das, vorzugsweise mittige, Plateau 23 der Siegelfläche 17 sowie der randseitige, äußere Bereich 33a der Siegelfläche 17 aus Darstellungsgründen nicht eingetragen.
Fig. 7a ist eine Detailansicht des Beutels 1 im Bereich eines Ports 2, 3, von welchem hier das Einschweißschiffchen 5 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform eines Beutels 1 wurde der Port 2, 3 mit dem zuvor in Fig. 7 dargestellten Werkzeug eingeschweißt. Illustriert ist die Schweißnaht 6, welche sowohl über den Bereich, in dem zwei Folien 9
Übereinanderliegen, als auch über das Einschweißschiffchen 5 verläuft. Im Bereich des Einschweißschiffchens 5 sind in diesem Beispiel zwei Abdrücke 27 vorhanden. Diese entsprechen im Wesentlichen den optionalen Rippen 24 der Siegelleiste 32 bzw. der Siegelfläche 17. Die beiden Abdrücke 27 verlaufen hier im Wesentlichen parallel zur Schweißnaht 6 und enden im Bereich der beiden spitz zulaufenden Enden des
Einschweißschiffchens 5. Der hieran angrenzende Bereich der Schweißnaht 6 besteht nur aus den aufeinander geschweißten Folien 9.
Fig. 8 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer Schweißbacke 10c, die keine Ausnehmungen 19 zur Aufnahme eines Einschweißschiffchens 5 eines Ports 2, 3 aufweist .
Die hier dargestellte Schweißbacke 10c umfasst also eine
Siegelleiste 32 ohne Ausnehmungen 19 und dient insbesondere der Ausbildung der in Fig. 1 dargestellten Schweißnähte 7 und 8. Der prinzipielle Aufbau dieser Schweißbacke 10c entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der vorab beschriebenen
Schweißbacken 10, 10a und 10b. Die Siegelleiste 32 ragt aus dem hier insbesondere als Block ausgebildeten Oberteil 11 der Schweißbacke hervor.
Fig. 8a ist eine schematische Detailansicht des Bereichs A der Fig. 8, welche die Siegelleiste 32 zeigt.
Die Siegelleiste 32 wird von den Grenzen 31 der Klemmbereiche 16, 16i, 16e begrenzt. Die Grenzen 20 der Schweißnaht 6, 7, 8 definieren die Erstreckung der Siegelfläche 17 (siehe dazu auch die Figuren 3, 3a und 3b) . Die Grenzen 20 der Schweißnaht 6, 7, 8 sind durch die Klemmbereiche 16, 16i, 16e festgelegt.
Der innere Klemmbereich 16i begrenzt bzw. definiert einen randseitigen, inneren Bereich 33i der Siegelfläche 17. Der randseitige, innere Bereich 33i der Siegelfläche 17 erzeugt beim Verschweißen den randseitigen inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8. Randseitig grenzt der innere Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 an den Innenraum des Beutels 1.
Der äußere Klemmbereich 16e begrenzt bzw. definiert einen randseitigen, äußeren Bereich 33e der Siegelfläche 17. Der randseitige, äußere Bereich 33e der Siegelfläche 17 erzeugt beim Verschweißen den randseitigen äußeren Bereich 25e der Schweißnaht 6, 7, 8. Randseitig grenzt der äußere Bereich 25e der Schweißnaht 6, 7, 8 an die externe Umgebung bzw. den
Außenraum des Beutels 1. Innerhalb der hier dargestellten Siegelfläche 17 erstrecken sich über die Siegelleiste 32 noch zusätzlich ein Plateau 23 und eine Vertiefung 38 in dem randseitigen, inneren Bereich 33i der Siegelfläche 17, deren Ausgestaltung und Funktion im Folgenden beschrieben werden.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht entlang der in Fig. 8a
eingezeichneten, gestrichelten Linie im Bereich B der
Siegelleiste 32. Der Schnitt ist in einer Ebene senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der Siegelleiste 32 ausgeführt.
Dargestellt ist der Querschnitt eines Oberseitenabschnitts der Siegelleiste 32 bzw. der Membran 15, über welchen sich die Siegelfläche 17 und die Klemmbereiche 16e und 16i erstrecken. Die beiden äußeren Grenzen 31 der Klemmbereiche 16e und 16i sind hier nicht dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Siegelfläche 17 bzw. die Membran 15 im Bereich der Siegelfläche 17 nicht über die gesamte Breite vollständig eben ausgebildet. Die Siegelfläche 17 umfasst ein Plateau 23 und eine, vorzugsweise an das
Plateau 23 angrenzende, Vertiefung 38. Das Plateau 23 stellt einen im Wesentlichen mittleren Bereich der Siegelfläche 17 bereit. Die Vertiefung 38 stellt dagegen einen randseitigen, inneren Bereich 33i der Siegelfläche 17 bereit.
Die Grenzen 20 der Schweißnaht 6, durch die auch der Rand der Siegelfläche 17 definiert ist, verlaufen so, dass das Plateau 23 und die Vertiefung 38 innerhalb der Schweißnaht 6 liegen.
Das Plateau 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere als eine plattenförmige Ebene ausgestaltet. Das Plateau 23 erstreckt sich wie ein Steg oder Streifen entlang der
Haupterstreckungsrichtung der Siegelfläche 17. Das Plateau 23 ragt über den äußeren Klemmbereich 16e und den inneren
Klemmbereich 16i der Siegelleiste 32 hinaus. Es ist als eine Art Stufe oder Erhebung in der Oberseite der Siegelleiste 32, insbesondere der Siegelfläche 17 und/oder der Membran 15, ausgeführt .
Angrenzend an das Plateau 23 umfasst die Siegelfläche 17 noch die Bereiche 33i und 33e.
Der Bereich 33e ist der randseitige, äußere Bereich der
Siegelfläche 17. Das ist der Bereich 33e der Siegelfläche 17, der den äußeren (externen) Bereich 25e der Schweißnaht 6, 7, 8 herstellt bzw. bereitstellt . Das ist der Bereich 25e der
Schweißnaht 6, 7, 8, der an den Außenraum des Beutels 1 angrenzt. Der randseitige, äußere Bereich 33e der Siegelfläche 17 liegt in diesem Ausführungsbeispiel auf einer Höhe oder im Wesentlichen auf einer Höhe mit dem angrenzenden äußeren
Klemmbereich 16e und insbesondere auch mit dem inneren
Klemmbereich 16i.
Der genannte Bereich 33i ist der randseitige, innere Bereich der Siegelfläche 17. Das ist der Bereich 33i der Siegelfläche 17, welcher den inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 herstellt bzw. bereitstellt . Das ist der Bereich 25i der
Schweißnaht 6, 7, 8, der an den Innenraum des Beutels 1 angrenzt. In dem inneren Bereich 33i der Siegelfläche 17 ist die Vertiefung 38 angeordnet. Vorzugsweise wird der innere Bereich durch die Vertiefung 38 gebildet. Die Vertiefung 38 bzw. der innere Bereich 33i der Siegelfläche 17 ist vertieft angeordnet sowohl gegenüber dem inneren Klemmbereich 16i als auch gegenüber dem Plateau 23. Die Vertiefung 38 bzw. der innere Bereich 33i der Siegelfläche 17 ist hier auch vertieft angeordnet sowohl gegenüber dem äußeren Bereich 33e der
Siegelfläche 17 als auch gegenüber dem äußeren Klemmbereich 16e . Die Vertiefung 38 bzw. der vertiefte innere Bereich 33i der Siegelfläche 17 ist in dem Ausführungsbeispiel insbesondere als eine Art Graben ausgestaltet. Die Vertiefung 38 erstreckt sich entlang der Haupterstreckungsrichtung der Siegelfläche 17. Die Vertiefung 38 besitzt in Richtung des inneren
Klemmbereichs 16i eine abnehmende Tiefe und geht, vorzugsweise direkt, in den inneren Klemmbereich 16i über. Auch in Richtung des Plateaus 23 besitzt die Vertiefung 38 eine abnehmende Tiefe und geht, vorzugsweise direkt, in das in dem mittleren Bereich der Siegelfläche 17 angeordnete Plateau 23 über. Die gepunktete horizontale Linie illustriert das Höhenprofil der Siegelleiste 32 bzw. der Siegelfläche 17, insbesondere des Plateaus 23 und der Vertiefung 38, in Bezug auf den inneren Klemmbereich 16i und den äußeren Klemmbereich 16e.
Das Plateau 23 stellt somit eine asymmetrische Stufe in der Oberseite der Siegelleiste 32 dar. Das Plateau 23 besitzt in Richtung der Vertiefung 38 eine größere Höhe als in Richtung des äußeren Bereich 33e Siegelfläche 17.
Im Bereich des Plateaus 23 wird während des Schweißvorgangs ein zusätzlicher Druck auf die Folie 9 ausgeübt. Der Druck pro Fläche ist aufgrund des Plateaus 23 in diesem Bereich der Siegelfläche 17 größer als in dem angrenzenden äußeren Bereich 33e und dem inneren Bereich 33i der Siegelfläche 17.
Durch das Plateau 23 wird zum einen die Folie 9 im Bereich der Schweißnaht 6, 7, 8 stärker angedrückt. Das aufgeschmolzene, schmelzflüssige Kunststoffmaterial kann dadurch in mögliche Kavitäten, die aufgrund von Form- und/oder Maßtoleranzen vorhanden sein können, einfließen. Wesentlich ist jedoch, dass das aufgeschmolzene, schmelzflüssige Kunststoffmaterial in die angrenzende Vertiefung 38 einfließen kann. Das Plateau 23 schiebt das schmelzflüssige Material aufgrund des höheren Drucks in die Vertiefung 38. Es wird gezielt Material in die Vertiefung 38 eingebracht. Nach dem Abkühlen und Erstarren des Materials führt dies zu einer gezielten Aufdickung der Folie 9 in dem randseitigen, inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8. Durch die erhöhte Foliendicke in dem inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 können die mechanischen Eigenschaften des hergestellten Beutels, insbesondere bei einer dynamischen Belastung, wie z.B. einem Fall des Beutels auf einen harten Untergrund, wesentlich verbessert werden. Der innere Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 stellt den Krafteintragsbereich beim Fallen dar. Durch die erhöhte Folienstärke in diesem Bereich ist der Beutel stabiler.
Der Querschnitt einer derart hergestellten Schweißnaht 6, 7, 8 ist schematisch in Fig. 9a dargestellt.
Fig. 9a zeigt die Schnittansicht einer Schweißnaht 6, 7, 8 eines Beutels 1, welcher mit dem in Fig. 8, 8a und 10
dargestellten Schweißwerkzeug hergestellt wurde, in dem
Bereich, in welchem zwei Folien 9 miteinander verschweißt sind (siehe dazu den Schnitt SF/F in Fig. 1) . Auf der hier links dargestellten Seite grenzt die Schweißnaht 6, 7, 8 an den eingeschlossenen Innenraum des Beutels 1 an. Auf der hier rechts dargestellten Seite grenzt die Schweißnaht 6, 7, 8 an den externen Raum bzw. die Umgebung des Beutels 1 an. Links und rechts der Grenzen 20 der Schweißnaht 7 sind die beiden Folien 9 nicht miteinander verschweißt.
Die Kontur bzw. das Profil der Schweißnaht 7 ist ein Abdruck der in Fig. 9 dargestellten Kontur bzw. des Profils der
Siegelfläche 17. Die gepunktete horizontale Linie illustriert das Höhenprofil der Schweißnaht 6, 7, 8, insbesondere des mittleren Bereichs 26 reduzierter Dicke und des randseitigen, inneren Bereichs 25i, 39 erhöhter Dicke, in Bezug auf den äußeren Bereich 25e der Schweißnaht 6, 7, 8. In dem mittleren Teil der Schweißnaht 7 ist ein ausgedünnter Bereich 26 vorhanden, an welchem zum einen der äußere, nicht ausgedünnte Nachbarbereich 25e und der innere, verdickte
Nachbarbereich 25i angrenzen. Der ausgedünnte Bereich 26 stellt den Abdruck des Plateaus 23 dar. Dagegen stellt der verdickte Bereich 25i (hier links dargestellt) den Abdruck der Vertiefung 38 dar. Der an den Innenraum des Beutels 1
angrenzende Schweißnahtbereich 25i und der an die (externe) Umgebung des Beutels 1 angrenzende Schweißnahtbereich 25e (hier rechts dargestellt) besitzen eine größere Dicke als der ausgedünnte Bereich 26. Die größere Dicke Di der Schweißnaht 6, 7, 8 in dem an den Innenraum angrenzenden inneren Bereich 25i hat sich als äußerst vorteilhaft für die Stabilität der
Schweißnaht 6, 7, 8 erwiesen.
In dem äußeren Bereich 25e der Schweißnaht 6, 7, 8 besitzt die verschweißte Folie eine Dicke DE, die im Wesentlichen der Summe aus den beiden einzelnen Foliendicken entspricht.
In Richtung ihrer Innenseite geht die Schweißnaht 6, 7, 8 in einen Bereich 26 reduzierter Dicke Dp über. Die Dicke in diesem Bereich 26 ist kleiner als die Summe aus den beiden einzelnen Foliendicken. Diese reduzierte Dicke Dp resultiert aus der Materialverdrängung durch das Plateau 23 der Siegelfläche 17. Eine reduzierte Dicke in diesem mittleren Bereich ist für die mechanische Stabilität des Beutels 1 bzw. der Schweißnaht 6,
7. 8 eher unkritisch. Die Kräfte greifen bei Druckbelastung oder einer dynamischen Belastung, wie z.B. beim Falltest, vorwiegend randseitig an den Schweißnähten 6, 7, 8 an.
Insbesondere greifen die Kräfte an den inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 an.
Weiter in Richtung der Innenseite der Schweißnaht 6, 7, 8 geht der Bereich 26 reduzierter Dicke in den randseitigen, inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 über. Der innere Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 besitzt, insbesondere randseitig zu dem Beutelinnenraum, eine größere Dicke Di als die beiden Bereiche 26 und 25e mit Di > DE und Di > Dp. Die Dicke Di der Schweißnaht 6, 7, 8 in diesem verdickten bzw. verstärkten
Bereich 25i ist größer als die Summe aus den beiden einzelnen Foliendicken D.
Vorzugsweise beträgt die Dicke Di der Schweißnaht 6, 7, 8 in dem verstärkten Bereich 25i zumindest abschnittsweise 2D < Di < 2,5 D, bevorzugt 1,1 2D < Di < 1,5 2D, besonders bevorzugt 1,1 2D < Di < 1,25 2D. Die Breite des verstärkten, inneren Bereichs 25i entspricht vorzugsweise im Wesentlichen der Breite der Vertiefung 38 (siehe dazu nachfolgend) .
Vorzugsweise beträgt die Dicke Dp der Schweißnaht 6, 7, 8 in dem Bereich 26 reduzierter Dicke zumindest abschnittsweise 0,5 2D < Dp < 2D, bevorzugt 0,6 2D < Dp < 0,9 2D, besonders
bevorzugt 0,7 2D < Dp < 0,8 2D. Die Breite des Bereichs 26 reduzierter Stärke bzw. Dicke entspricht vorzugsweise im
Wesentlichen der Breite des Plateaus 23 (siehe dazu
nachfolgend) .
Vorzugsweise beträgt die Dicke DE der Schweißnaht 6,7 in dem äußeren 25e zumindest abschnittsweise 0,8 2D < DE < 1,2 2D, bevorzugt 0,9 2D < DE < 1,1 2D, besonders bevorzugt 2D « DE.
Die Breite des äußeren Bereichs 25i entspricht vorzugsweise im Wesentlichen der Breite des äußeren Bereichs 33e der
Siegelfläche 17 (siehe dazu nachfolgend) .
Fig. 10 ist eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 2. Fig.
10a und Fig. 10b sind wiederum Detailansichten der linken und der rechten Seite aus Fig. 10. Anhand dieser Darstellungen werden weitere Details der profilierten Siegelfläche 17 erläutert . Die von der äußeren Grenze 31 der Klemmbereiche 16 begrenzte Siegelleiste 32 ist vorzugsweise zwischen 5 und 15 mm, besonders bevorzugt zwischen 6 und 12 mm, breit.
In einer bevorzugten Ausgestaltung hat das Plateau 23 eine Höhe von über 10 gm und/oder von unter 100 gm, vorzugsweise von unter 60 gm (relativ zum Klemmbereich 16e), und/oder eine Breits 1,5 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,8 mm bis 2,2 mm.
Dadurch besteht nicht die Gefahr, dass größere Mengen
schmelzflüssigen Kunststoffs in den angrenzenden Klemmbereich
16 hineingedrückt werden. Der angrenzende gekühlte
Klemmbereich 16 ist ohnehin aufgrund der anliegenden Folie 9 verschlossen .
Dadurch, dass die Membran 15 insgesamt sehr dünn ist, ist diese elastisch und kann ihrerseits wiederum einem Druck in dem Volumen, welches durch den schmelzflüssigen Kunststoff gebildet wird, ausweichen.
Das Plateau 32 ist in einem mittleren Bereich der Siegelfläche
17 zwischen dem randseitigen, inneren Bereich 33i und dem randseitiger, äußeren Bereich 33e der Siegelfläche 17
angeordnet. Das Plateau 23 bzw. seine Längsachse ist in der Siegelfläche 17 nicht mittig sondern seitlich versetzt zur Außenseite hin positioniert.
Das Plateau 23 ist schmaler als die gesamte Breite der
Siegelfläche 17. Die Breite der Siegelfläche 17 beträgt insbesondere 3 mm bis 6 mm. Vorzugsweise ist das Plateau 23 auch schmaler als der Heizleiter 13, insbesondere um 0,2 bis 0,8 mm schmaler. Die Grenzen 34 des Heizleiters 13 sind mit einer gestrichelten Linie markiert. Der Heizleiter 13 selbst ist schmaler als die Schweißnaht 6, 7, 8, da auch seitlich angrenzend zum Heizleiter 13 sich die Membran 15 derart stark erwärmt, dass das Material der Folie 9 bis zur Grenze 20 der Schweißnaht 6 plastifiziert wird.
In einer Aufsicht auf die Siegelleiste 32 sind das Plateau 23 und/oder auch die Vertiefung 38 überlappend mit dem Heizleiter 13 positioniert. Dadurch kann ein ausreichender Wärmeeintrag in diese beiden Bereiche zur Herstellung dere Schweißnähte 6,
7, 8 gewährleistet werden. Vorzugsweise liegen bis 90% der Breite des Plateaus 23 im Bereich des Heizelements 13.
Vorzugsweise liegen bis zu 40% der Breite der Vertiefung 38 im Bereich des Heizelements 13.
Dagegen liegt in dieser Ausgestaltung der randseitige, äußere Bereich 33e der Siegelfläche 17 vollständig außerhalb des Heizleiters 13. Trotzdem kann noch ein ausreichend hoher
Wärmeeintrag bereitgestellt werden. Der randseitige äußere Bereich 33e der Siegelfläche 17 besitzt eine geringe Breite als der randseitige innere Bereich 33i der Siegelfläche 17. Auch besitzt der randseitige äußere Bereich 33e der
Siegelfläche 17 eine geringe Breite als das Plateau 23 der Siegelfläche 17. Vorzugsweise besitzt der randseitige äußere Bereich 33e der Siegelfläche 17 eine Breite von 0,5 mm bis 1 mm.
Das Plateau 23 besitzt eine zur Außenseite der Siegelfläche 17 abnehmende Höhe und geht, vorzugsweise gleichmäßig, in den äußeren Bereich 33e der Siegelfläche 17 über. Vorzugsweise besitzt das Plateau 23 auch in Richtung der Innenseite der Siegelfläche 17 eine abnehmende Höhe und geht, vorzugsweise gleichmäßig, in den inneren Bereich 33i der Siegelfläche 17 über. Vorzugsweise besitzt das Plateau 23 abschnittsweise oder zumindest abschnittsweise eine Höhe von 35 gm bis 60 gm.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Betrag der (maximalen) Tiefe der Vertiefung 38 kleiner als der Betrag der (maximalen) Höhe des Plateaus 23 (relativ zu den beiden Klemmbereichen 16i und 16e) . Vorzugsweise hat die
Vertiefung 38 zumindest abschnittswese eine Tiefe von 30 gm bis 50 gm. Die Höhendifferenz zwischen dem höchsten Punkt des Plateaus 23 und dem tiefsten Punkt der Vertiefung 38 liegt somit in einem Bereich von 70 gm bis 110 gm. Die Breite der Vertiefung 38 entspricht hier vorzugsweise im Wesentlichen der Breite des Plateaus 23.
Zur der Innenseite der Siegelfläche 17 hin nimmt die Tiefe der Vertiefung 38, vorzugsweise gleichmäßig, ab und geht dann in den inneren Klemmbereich 16i über. Der innere Klemmbereich 16i definiert die innere Grenze der Schweißnaht. Der innere
Klemmbereich 16i kann in seiner Höhe etwas reduziert sein. Dadurch wird ein Entweichen von Luft ermöglicht. Zum anderen resultiert dies in einen nicht oder weniger scharf definierten Übergang von der Oberseite des inneren Bereichs 25i der
Schweißnaht 6,7 zu der Oberseite des nicht verschweißten
Folienabschnitts (siehe dazu auch Fig. 10c) .
Basierend auf seiner Höhe, Breite und Länge kann dem Plateau 23 ein rechnerisches Verdrängungsvolumen VV zugeordnet werden. Entsprechend kann auch der Vertiefung 38 ein rechnerisches Aufnahmevolumen AV zugeordnet werden. Das Verdrängungsvolumen VV des Plateaus 23 ist in einer Ausführungsform größer gewählt als das Aufnahmevolumen AV der Vertiefung 38. Vorzugsweise beträgt 1,1 AV < VV < 1,5 AV. In einer Näherung können das Verdrängungsvolumen VV des Plateaus 23 und das Aufnahmevolumen AV der Vertiefung 38 bestimmt werden, indem die Flächeninhalte von VV und AV im Querschnitt der Schweißnaht 6, 7, 8 berechnet werden (wie in Fig. 10 illustriert) .
Fig. 10c zeigt noch einmal die vergrößerte Detailansicht aus der Fig. 10 mit mikroskopischen Schnittansichten aus
verschiedenen Abschnitten der Schweißnaht 6, 7, 8. Beispielhaft wurden hier zwei Folien 9 mit einer Dicke D von jeweils 195 gm eingesetzt. Die Schweißnaht 6, 7, 8 besitzt in dem randseitigen, äußeren Bereich 25e der Schweißnaht 6, 7, 8 eine Dicke DE von etwa 390 gm und entspricht damit der Summe aus den Einzeldicken der Folie 9. Durch das Plateau 23 wurde die Dicke Dp in dem Bereich 26 reduzierter Dicke der
Schweißnaht 6, 7, 8 auf etwa 280 pm bis etwa 295 pm
verringert. Durch die Vertiefung 38 hat sich die Dicke Di im randseitigen, inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8 auf etwa 450 pm bis etwa 500 pm erhöht. Es gilt hierbei allgemein, dass Di > Dp ist und dass Di > DE ist und dass DE > DP ist.
Fig. 11 ist der Schnitt SP/F einer Schweißnaht 6 im Bereich des Einschweißschiffchens 5 eines Ports 3 (siehe dazu Fig. 1), die zum Beispiel mit dem in Fig. 4 dargestellten Schweißwerkzeug hergestellt wurde. Auf der hier rechts dargestellten Seite grenzt die Schweißnaht 6 an den eingeschlossenen Innenraum des Beutels 1 an. Auf der hier links dargestellten Seite grenzt die Schweißnaht 6 an den externen Raum bzw. die Umgebung des Beutels 1 an.
Die Schweißnaht 6 weist innerhalb ihrer Grenzen 20 einen ausgedünnten Bereich 26 auf, welcher aufgrund des Abdrucks des Plateaus 23 vorhanden ist, und einen verstärkten Bereich 39, welcher aufgrund des Profils der Vertiefung 38 vorhanden ist.
Der ausgedünnte Bereich 26 liegt im Wesentlichen zentral in der Schweißnaht 6. Angrenzend zu dem ausgedünnten Bereich 26 ist ein Nachbarbereich 25i, in dem die Folie 9 verstärkt bzw. verdickt ist, und ein Nachbarbereich 25e, in welchem die Folie 9 im Wesentlichen nicht ausgedünnt ist, vorhanden. Auch in diesen Bereichen 25i und 25e ist die Folie 9 mit dem Port 2,3 bzw. mit seinem Einschweißschiffchen 5 verschweißt bzw.
verbunden. Die größere Dicke in dem inneren Randbereich 25i der Schweißnaht 6 hat sich dabei als vorteilhaft für die
Stabilität der Schweißnaht 6 insgesamt erwiesen.
Fig. 11a zeigt nun eine Detailansicht des Portbereichs eines Beutels 1, der zum Beispiel mit dem in Fig. 11 dargestellten Schweißwerkzeug hergestellt wurde. Die Schweißnaht 6 erstreckt sich hier über den Rand des Beutels 1 und über den Port 2, 3 bzw. seinen Einschweißabschnitt 5.
Fig. 12 ist ein Flussbild der Verfahrensschritte eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Schweißverfahrens .
Das Schweißverfahren ist als nicht kontinuierliches
Impulsverfahren, insbesondere mit permanenter Kühlung, ausgeführt .
Zunächst wird die Folie 9 zwischen die Schweißbacken 10, 10a, 10b, 10c des Schweißwerkzeugs zugeführt.
Sodann werden die beiden Schweißbacken 10, 10a, 10b, 10c zusammengedrückt bzw. geschlossen. Der geschlossene Zustand wird zunächst durch den Anschlag der Plateaus 23 definiert.
Die Plateaus dienen als eine Art Abstandshalter. Vorzugsweise kommen in diesem Zustand die Klemmbereiche 16 der oberen und der unteren Schweißbacke 10, 10a, 10b, 10c noch nicht zum Anschlag .
Der jeweilige Heizleiter 13 wird erwärmt. Die Siegelflächen 17 werden durch den Heizleiter 13 erwärmt. Die Erwärmung ist derart, dass die Folien 9 in dem Bereich der Siegelflächen 17 plastifiziert werden. Die Plateaus 23 können in das nun fließfähige Folienmaterial eintauchen. Die Schweißbacken 10, 10a, 10b, 10c schließen dadurch vollständig. Die Klemmbereiche 16 liegen nun, getrennt von den Folien 9, aneinander. Die Klemmbereiche 16 sind derart kühl oder gekühlt, dass die
Folien 9 dort nicht plastifiziert sind. Es wird dadurch ein abgeschlossenere Raum gebildet.
Durch das Eintauchen der Plateaus 23 in die plastifizierten Folien 9 wird flüssiges Folienmaterial gezielt verdrängt. Das Folienmaterial wird in die Vertiefungen 38 und insbesondere auch lateral entlang der Schweißnaht 6, 7, 8 verdrängt. Das in die Vertiefungen 38 verdrängte Folienmaterial führt zu einer gezielten Erhöhung der Foliendicke in dem randseitigen, inneren Bereich 25i der Schweißnaht 6, 7, 8. Das insbesondere lateral verdrängte Folienmaterial kann zudem etwaige Form- und/oder Maßtoleranzen in den Folien 9 und/oder in den Ports 5 ausgleichen bzw. diese auffüllen. In dem äußeren Randbereich 25e der Schweißnaht 6, 7, 8 bleibt dagegen die Folienstärke im Wesentlichen erhalten.
Die Membran 15 der Schweißbacken 10, 10a, 10b, 10c kann sich aufwölben und zusätzlich Druck auf die Schweißnaht 6, 7, 8 ausüben. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Heizleiter 13 auch bereits erwärmt werden, bevor die Schweißbacken, 10, 10a, 10b, 10c zusammengedrückt werden.
Sodann wird die Stromzufuhr zum Heizleiter 13 abgeschaltet und die Schweißnaht 6 kühlt unter anderem aufgrund der
vorzugsweise ständig laufenden Kühlmittelzufuhr ab, so dass das Schweißwerkzeug geöffnet werden kann, wenn sich das
Material der Folien 9 wieder hinreichend verfestigt hat.
Insgesamt gesehen kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Kombination aus Nahtschweißen und Spritzgießen
verglichen werden. Es wird nämlich durch das Einklemmen der Folie 9 ein abgeschlossener Bereich gebildet, in welchem das Material während des Schweißvorgangs schmelzflüssig ist. Über eine Anpassung der Kontur der Siegelfläche 17 der Schweißbacke in diesem Bereich ist es dabei möglich, gezielt die Kontur der Schweißnaht 9 bzw. der die Kontur der Folien 9 in dem Bereich der Schweißnähte 6, 7, 8 zu verändern Durch die Erfindung kann die mechanische Stabilität einer
Schweißnaht 6, 7, 8 wesentlich erhöht werden. Zudem kann die
Anfälligkeit eines Impulsschweißverfahrens zum Verschweißen von Kunststofffolien gegenüber Form- und Maßtoleranzen, insbesondere gegenüber Form- und Maßtoleranzen eines
einzuschweißenden Ports, signifikant reduziert werden.
Bezugs zeichenliste
1 Beutel
2 Port
3 Port
4 Hänger
5 Einschweißabschnitt oder Einschweißschiffchen
6 Schweißnaht (Querschweißnaht)
7 Schweißnaht (Längsschweißnaht)
8 Schweißnaht (Querschweißnaht mit Hänger)
9 Folie
10, 10a, 10b, 10c Schweißbacke
11, 11a, 11b Oberteil
12, 12a, 12b Kühlkörper
13 Heizleiter
14 Isolierschicht
15 Membran
16 Klemmbereich
16i Innerer Klemmbereich
16e Äußerer Klemmbereichl7 Siegelfläche
18 Halter
19 Ausnehmung
20 Grenze der Schweißnaht
21 Block
22 Kühlmittelanschluss
23 Plateau
24 Rippe
25 Nachbarbereich zum ausgedünnten Bereich
25i Randseitiger, innerer Bereich der Schweißnaht (angrenzend an den Innenraum des Beutels)
25e Randseitiger, äußerer Bereich der Schweißnaht (angrenzend an die externe Umgebung des Beutels)
26 In der Dicke reduzierter oder ausgedünnter Bereich in der Schweißnaht
27 Abdruck der Rippe in der Schweißnaht 28a, 28b Unterteil
29a, 29b Kühlkanal
30 Übergangsbereich (der Membran)
31 Grenze des Klemmbereichs
32 Siegelleiste
33 Äußerer Bereich der Siegelfläche
33i Randseitiger, innerer Bereich der Siegelfläche
33e Randseitiger, äußerer Bereich der Siegelfläche
34 Grenze des Heizleiters
35 Spalt zwischen Kühlkörper und Oberteil
36 Übergang Plateau - Vertiefung (oder innerer Bereich der Schweißnaht)
37 Übergang Plateau - Äußerer Bereich der Schweißnaht)
38 Vertiefung
39 In der Dicke erhöhter oder verstärkter Bereich in der
Schweißnaht

Claims

Ansprüche :
1. Schweißwerkzeug zum Impulsschweißen einer Folie (9) aus Kunststoff einer medizinischen Verpackung (1), umfassend eine Schweißbacke (10) mit einer sich entlang der Schweißbacke (10) erstreckenden, auf die Folie (9) aufdrückbaren Siegelleiste (32),
wobei die Siegelleiste (32) zur Ausbildung einer Schweißnaht (6, 7, 8) eine erwärmbare Siegelfläche (17) umfasst, um zumindest an die Siegelfläche (17)
angrenzendes Kunststoffmaterial der Folie (9) zu
Plastifizieren, und randseitig zu der Siegelfläche (17) einen angrenzenden, inneren Klemmbereich (16i) und einen angrenzenden, äußeren Klemmbereich (16e) zum Einklemmen der Folie (9) während eines Verschweißens der Folie (9) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelfläche (17) eine in einem mittleren Bereich angeordnete Erhöhung (23) aufweist, wobei ein randseitiger, an den inneren
Klemmbereich (16i) angrenzender innerer Bereich (33i) der Siegelfläche (17) zumindest abschnittsweise vertieft sowohl gegenüber dem inneren Klemmbereich (16i) als auch gegenüber der Erhöhung (23) angeordnet ist.
2. Schweißwerkzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (23) durch ein Plateau (23) bereitgestellt wird, welches aus einer Oberfläche der Siegelfläche (17) hervorragt, und/oder dass der vertieft angeordnete, innere Bereich (33i) als ein Graben bereitgestellt wird.
3. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein randseitiger, an den äußeren Klemmbereich (16e) angrenzender, äußerer Bereich (33e) der Siegelfläche (17) vertieft sowohl gegenüber dem äußeren Klemmbereich (16e) als auch gegenüber der
Erhöhung (23) angeordnet ist oder dass ein randseitiger, an den äußeren Klemmbereich (16e) angrenzender äußerer Bereich (33e) der Siegelfläche (17) vertieft gegenüber der Erhöhung (23) und im Wesentlichen auf einer Höhe mit dem äußeren Klemmbereich (16e) angeordnet ist.
4. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der randseitige, an den äußeren Klemmbereich (16e) angrenzende äußere Bereich (33e) der Siegelfläche (17) erhöht gegenüber dem an dem inneren Klemmbereich (16i) angrenzenden inneren Bereich (33i) der Siegelfläche (17) angeordnet ist.
5. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse der Erhöhung (23) gegenüber einer Längsachse eines Heizleiters (13) seitlich versetzt nach außen angeordnet ist.
6. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (23) zu einer Innenseite hin im Bereich eines Heizleiters (13) endet und sich zu einer Außenseite hin über den Heizleiter (13) hinaus erstreckt, vorzugsweise wobei die Erhöhung (23) auf ihrer Innenseite an den vertieften, inneren Bereich (33i) der Siegelfläche (17) angrenzt und vorzugsweise direkt in den vertieften Bereich (33i) übergeht.
7. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte, innere
Bereich (33i) der Siegelfläche (17) zur Außenseite hin im Bereich des Heizleiters (13) startet und sich zur
Innenseite hin über den Heizleiter (13) hinaus erstreckt und/oder dass eine Längsachse des vertieften, inneren Bereichs (33i) der Siegelfläche (17) gegenüber einer Längsachse des Heizleiters (13) seitlich versetzt nach innen angeordnet ist.
8. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte, innere
Bereich (33i) der Siegelfläche (17) abschnittsweise eine in Richtung des inneren Klemmbereichs (16i) abnehmende Tiefe besitzt und, vorzugsweise direkt, in den inneren Klemmbereich (16i) übergeht und/oder in Richtung der Erhöhung (23) abschnittsweise eine abnehmende Tiefe besitzt und, vorzugsweise direkt, in die Erhöhung (23) übergeht .
9. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (23) ein
Verdrängungsvolumen VV besitzt und der vertiefte, innere Bereich (33i) ein Aufnahmevolumen AV besitzt, wobei das Verdrängungsvolumen VV der Erhöhung (23) größer ist als das Aufnahmevolumen AV des vertieften, inneren Bereich
( 33i ) .
10. Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (11) des
Schweißwerkzeugs zumindest eine Ausnehmung (19) aufweist, die zur Aufnahme eines Einschweißabschnitts (5) eines Ports (3,4) ausgebildet ist.
11. Verwendung eines Schweißwerkzeugs nach einem der
vorstehenden Ansprüche zur Herstellung einer als Beutel (1) ausgebildeten medizinischen Verpackung.
12. Impulsschweißverfahren mit einem Schweißwerkzeug zum
Impulsschweißen einer Folie (9) aus Kunststoff einer medizinischen Verpackung, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Schweißbacke (10) des Schweißwerkzeugs mit einer erwärmbaren Siegelfläche (17) zur Ausbildung einer
Schweißnaht (6, 7, 8) so auf die Folie (9) gepresst wird, dass
in dem Schweißwerkzeug während des Verschweißens eine Kavität gebildet wird, indem die Folie (9) randseitig zu der Siegelfläche (17) während des Schweißvorgangs durch einen gegenüber der Siegelfläche (17) kühleren,
randseitig an der Siegelfläche (17) erstreckenden inneren und äußeren Klemmbereich (16, 16i, 16e) eingeklemmt ist und
plastifiziertes Kunststoffmaterial der Folie (9) durch eine Erhöhung (23) der Siegelleiste (17) in einen zumindest abschnittsweise vertieften, randseitigen, an den Klemmbereich (16) angrenzenden, inneren Bereich (33i) der Siegelfläche ( 17 ) verschoben wird, so dass eine
Folienstärke in einem randseitigen inneren Bereich (25i) der Schweißnaht (6, 7, 8) vergrößert wird, wobei der innere Bereich (33i) der Siegelfläche (17) zumindest abschnittsweise vertieft sowohl gegenüber dem inneren Klemmbereich (16i) als auch gegenüber der Erhöhung (23) angeordnet ist.
13. Impulsschweißverfahren nach vorstehendem Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißbacke (10) des Schweißwerkzeugs mittels eines Kühlkörpers (12a, 12b) kontinuierlich mit einem Fluid gekühlt wird und die
Siegelfläche (17) mittels eines Heizleiter (13) in Pulsen zeitlich begrenzt beheizt wird.
14. Impulsschweißverfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Port (3,4) in die Schweißnaht (6) mit eingeschweißt wird.
15. Impulsschweißverfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelfläche (17) in dem Bereich, in dem der Port (3,4) eingeschweißt wird, stärker erwärmt wird als in einem angrenzenden Bereich der Siegelfläche (17), in dem zwei Folien (9) miteinander verschweißt werden.
16. Impulsschweißverfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackung mit einer, vorzugsweise einen Wirkstoff enthaltenen, medizinischen Flüssigkeit, vorzugsweise über den Port (3,4), befüllt und nach der Befüllung verschlossen wird und insbesondere nach dem Verschließen sterilisiert, vorzugsweise autoklaviert, wird.
17. Als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung, der miteinander verschweißte Folien (9) umfasst,
insbesondere herstellbar mit einem Verfahren und/oder mit einem Schweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Beutel (1) zumindest eine Schweißnaht (6,
7, 8) umfasst, welche zumindest abschnittsweise einen gegenüber einem angrenzenden Nachbarbereich (25, 25i,
25e) der Schweißnaht (6, 7, 8) in der Dicke reduzierten Bereich (26) aufweist,
wobei der Nachbarbereich (25) durch einen
randseitigen, inneren Bereich (25i) der Schweißnaht (6,
7, 8) und durch einen randseitigen, äußeren Bereich (25e) der Schweißnaht (6, 7, 8) bereitgestellt wird und
der randseitige, innere Bereich (25i) der Schweißnaht (6, 7, 8) eine Dicke Di aufweist, welche zumindest
abschnittsweise größer ist als eine Gesamtdicke der miteinander verschweißten Folien (9), wobei die
Gesamtdicke die Summe aus den einzelnen Dicken D der Folien ist, wobei die Dicke Di der Schweißnaht (7,8) in dem randseitigen, inneren Bereich (25i) zumindest
abschnittsweise 2D < Di < 2,5 D beträgt und
eine Dicke Dp der Schweißnaht (7,8) in dem Bereich (26) reduzierter Dicke zumindest abschnittsweise 0,5 2D < Dp < 2D beträgt und
eine Dicke DE der Schweißnaht (7,8) in dem äußeren Bereich (25e) zumindest abschnittsweise 0,8 2D < DE < 1,2 2D beträgt.
18. Als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der in der Dicke reduzierte Bereich (26) sich streifenförmig entlang einer Region der
Schweißnaht (6, 7, 8) erstreckt und/oder dass der in der Dicke vergrößerte Bereich (25i) sich streifenförmig entlang einer Region der Schweißnaht (6, 7, 8) erstreckt.
19. Als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke Di der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem inneren Bereich (25i) zumindest abschnittsweise größer ist als eine Dicke Dp der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem Bereich (26) reduzierter Dicke und größer ist als eine Dicke DE der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem äußeren Bereich (25e) .
20. Als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke DE der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem äußeren Bereich (25e) zumindest abschnittsweise größer ist als eine Dicke Dp der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem Bereich (26) reduzierter Dicke.
21. Als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke Di der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem verdickten, inneren Bereich (25i) zumindest
abschnittsweise größer ist als eine Summe aus den
einzelnen Dicken D der Folien (9) und/oder
dass eine Dicke Dp der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem Bereich (26) reduzierter Dicke zumindest abschnittsweise kleiner ist als eine Summe aus den einzelnen Dicken D der Folien (9) und/oder
dass eine Dicke DE der Schweißnaht (6, 7, 8) in dem äußeren Bereich (25e) zumindest abschnittsweise im
Wesentlichen einer Summe aus den einzelnen Dicken D der Folien (9) entspricht.
22. Als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke Di der Schweißnaht (7,8) in dem verstärkten Bereich (25i) zumindest abschnittsweise 1,1 2D < Di < 1,5 2D, bevorzugt 1,1 2D < Di < 1,25 2D, beträgt und/oder
dass eine Dicke Dp der Schweißnaht (7,8) in dem Bereich (26) reduzierter Dicke zumindest abschnittsweise 0,6 2D < Dp < 0,9 2D, bevorzugt 0,7 2D < Dp < 0,8 2D, beträgt und/oder
dass die Dicke DE der Schweißnaht (7,8) in dem äußeren Bereich (25e) zumindest abschnittsweise 0,9 2D < DE < 1,1 2D, bevorzugt 2D « DE, beträgt.
23. Als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen in die Schweißnaht (6) über einen
Einschweißabschnitt (5) eingeschweißten Port (2,3), insbesondere wobei der randseitige, innere Bereich (25i) der Schweißnaht (6, 7, 8) eine Dicke aufweist, welche zumindest abschnittsweise größer ist als eine Dicke der verschweißten Folie (9) .
24. Pharmazeutisches Produkt umfassend eine als Beutel (1) ausgebildete medizinische Verpackung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Beutel (1) mit einer, vorzugsweise einen Wirkstoff enthaltenen, medizinischen Flüssigkeit befüllt ist.
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