WO2023169916A1 - Vorrichtung zur ultraschallbearbeitung mit zwei sonotroden sowie verfahren mit einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur ultraschallbearbeitung mit zwei sonotroden sowie verfahren mit einer solchen vorrichtung Download PDF

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WO2023169916A1
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counter
sonotrode
gap
section
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PCT/EP2023/055272
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Vojislav RAKIC
Nils KOCH
Raquel ROUSSEL-GARCIA
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Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg
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    • B29C66/92445—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force or the mechanical power the pressure, the force or the mechanical power being non-constant over time following a pressure-time profile by steps
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Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for producing a transverse sealing seam in a web-shaped, multi-layer material using ultrasonic processing.
  • Ultrasonic machining processes are used in a variety of industrial applications.
  • An example here is the connection of nonwoven materials, for example for the production of hygiene products such as diapers.
  • Two or more nonwoven material sections to be connected to one another are arranged one above the other in a gap between the first sonotrode and the first counter tool and the first sonotrode is excited with an ultrasonic vibration. Due to the friction induced by the ultrasonic vibration, local heating of the material occurs on the first sealing surface and the first counter-sealing surface as well as between the material layers, so that in particular thermoplastic components of the nonwoven material are melted. The melted components of material sections to be connected flow into one another and, after they have cooled, ensure a firm connection that cannot be detached without being destroyed.
  • transverse sealing seam is produced on the web-shaped material in the section that is arranged between the first sealing surface and the first counter-sealing surface.
  • This transverse sealing seam is designed transversely, i.e. in the example described even perpendicular to the feed direction. It is immediately obvious that transverse sealing seams are only as long as the length of the first sealing surface. It must therefore be ensured that the first sealing surface only processes the material web if a transverse sealing seam is to be created. Transmission means are therefore provided which ensure that when the section to be sealed is not in the first gap, the ultrasonic vibration applied to the web-shaped material by the first sonotrode is reduced. If material web sections on which no transverse seal seam is to be created are moved through the first gap, either the amplitude of the ultrasonic vibration must be reduced, for example to zero, or the first gap must be increased.
  • side seams of diapers are formed with essentially roller-shaped or cylindrical segment-shaped tools, which are rotated about their longitudinal axis during processing, so that a lateral surface that has the cylindrical shape or the cylindrical segment rolls on the material to be processed.
  • the lateral surface often has at least one structural element which protrudes in the radial direction over the support surface.
  • the top side of the structural element here forms the first sealing surface or the first counter-sealing surface and is intended to come into contact with the material to be processed and to achieve a corresponding welding structure.
  • the first gap between the first sonotrode and the first counter tool becomes alternately larger and smaller, with a sealing seam only being formed if the distance is small.
  • the feed speed ie the speed at which the material passes through the first gap between the first sonotrode and the first counterwork.
  • the first sonotrode which acts on the material at a fixed frequency, no longer introduces enough energy into the material to enable reliable fusion. This is because at a higher feed rate the material comes into contact with the first sealing surface of the first sonotrode for a shorter time and therefore fewer “hits” are applied to the material by the first sonotrode.
  • an ultrasonic processing device of the type mentioned wherein a second sonotrode is provided with a second sealing surface, which is spaced from a second counter-sealing surface to form a second gap, the second sealing surface and second counter-sealing surface being provided with the to to come into contact with the sealing section of the web-shaped material and to apply an ultrasonic vibration to the section to be sealed when the section to be sealed is moved through the second gap.
  • a material is processed several times in succession by at least two sonotrodes at one and the same point, namely on the section to be sealed.
  • the transmission means are designed such that when the section to be sealed is not in the second gap, the ultrasonic vibration applied to the web-shaped material by the second sonotrode is reduced.
  • the ultrasonic vibration transmitted to the material by the transmission means is reduced.
  • the transfer means are designed such that the transfer means increase the size of the first and/or second gap when the section to be sealed is not in the corresponding gap.
  • the transmission means can reduce the oscillation amplitude of the ultrasonic oscillation of the first and/or second sonotrode if the section to be sealed is not in the corresponding gap.
  • the ultrasonic vibration is simply switched off as long as the corresponding sealing surface is not in contact with the section to be sealed.
  • Sealing surfaces are often designed as elevations over a base surface or a lateral surface, which create a processing pattern on the material web.
  • the transmission means can also be implemented by sealing surfaces that protrude relative to the lateral surface if the first sonotrode and/or the first counter tool are designed to be roller-shaped and are rotated about their axes during processing at a peripheral speed that corresponds to the feed speed. This ensures that the corresponding sealing surface or counter-sealing surface only comes into contact with the section of the web-shaped material to be sealed, so that material web sections that are arranged adjacent to the section to be sealed are not processed with ultrasound.
  • the first sealing surface is designed in the same way as the second sealing surface, so that the same processing pattern is produced on the material with the first sealing surface as with the second sealing surface. So exactly the same material sections are processed.
  • first sealing surface and the second sealing surface may differ from one another in their dimensions, so that the material section processed by the first sealing surface and the section processed by the second sealing surface are not exactly identical.
  • At least one material section namely the section to be sealed, must be processed successively by the first and second sonotrodes.
  • the counter tool is designed in a roller-shaped manner with a lateral surface and can be rotated vertically about a longitudinal axis, the second counter sealing surface being arranged on the first counter tool and the first sonotrode and the second sonotrode being arranged one behind the other in a circumferential direction of the counter tool.
  • the material to be processed can be effectively guided over the first counter tool and it can easily be ensured that the same area of the material to be sealed is always captured by the first and second sonotrode.
  • the transmission means are realized in that the first and/or second counter-sealing surface are designed as elevations relative to the lateral surface. This ensures that machining only takes place in the area where the counter tool in question is raised.
  • first sonotrode and the second sonotrode are arranged at a distance A from one another in the circumferential direction, the first and the second counter-sealing surfaces of the first counter-tool being formed as separate elevations relative to the lateral surface, the elevations in the circumferential direction are arranged one behind the other at the same distance A in the circumferential direction as the first sonotrode and the second sonotrode.
  • the first and second sonotrodes can, for example, be continuously excited with an ultrasonic vibration, with the material only being processed when the first and second counter-sealing surfaces of the first counter-tool meet the first or second sealing surfaces. Costly controls for the time-delayed excitation of the first and second sonotrodes can be eliminated.
  • the device has an ultrasound generator, which is set up in such a way that the first sonotrode and the second sonotrode can be excited with the ultrasound generator. It is therefore not necessary for the first sonotrode and the second sonotrode to have two separate ultrasound generators, so that costs can also be saved.
  • the device has a drive unit, the drive unit being set up and arranged in such a way that when the device is in operation, the material is moved through the device with the drive unit, the transmission means being set up in such a way and connected to the ultrasound generator and/or the Drive unit is connected so that the first and second sonotrodes are excited at a time offset from one another depending on the feed speed and / or the distance A of the first and second sonotrodes.
  • the claimed control unit ensures that exactly the same section of the material is always processed with the first and second sonotrodes.
  • the time interval between the excitation of the first sonotrode and the excitation of the second sonotrode depends largely on the distance between the first and second sonotrode and the feed rate of the material.
  • the device has a third sonotrode with a third sealing surface which is intended to come into contact with the material to be processed, the third sonotrode being arranged relative to the counter tool in such a way that the material to be processed is in one Operation of the device is moved through a third gap between the third sealing surface and the counter-sealing surface, the third counter-sealing surface being arranged on the first counter-tool (20), the second counter-tool or a third counter-tool.
  • the third sonotrode is arranged behind the second sonotrode in the feed direction in such a way that the same section of the material to be processed can be processed with the third sealing surface of the third sonotrode as with the first sealing surface of the first sonotrode and the second sealing surface of the second sonotrode, if the preferably web-shaped material is moved through the device at the feed speed during operation of the device.
  • the third sealing surface is preferably designed in the same way as the first and second sealing surfaces, so that the third sealing surface produces the same processing pattern on the material as the first and second sealing surfaces.
  • the device has at least one first material guide roller, wherein the first material guide roller is arranged relative to the cylindrical counter tool in such a way that the material is moved in a feed gap between the first material guide roller and the first counter tool in the feed direction, the first material guide roller is arranged in front of the first sonotrode in the feed direction, the device preferably having a second material guide roller, the second material guide roller being arranged relative to the cylindrical first counter tool in such a way that the material moves in the feed direction in an output gap between the second material guide roller and the first counter tool is, wherein the second material guide roller is arranged behind the second or third sonotrode in the feed direction.
  • the cylindrical design of the first counter tool and the additional material guide rollers facilitate material guidance between the first counter tool and sonotrodes.
  • the feed rate of the material through the stressed rollers and the cylindrical first counter tool can also be effectively controlled by controlling the speed at which the rollers and/or the first counter tool are rotated.
  • the device further has a cutting tool, the cutting tool being arranged behind the second or third sonotrode in the feed direction and being set up in such a way that the cutting tool can be used to cut the preferably web-shaped material in a transverse direction perpendicular to the feed direction. For example, if you take up the initial example of diaper production, the diaper strands that are still connected after welding can be separated from one another into individual diapers immediately after the side seam has been produced.
  • the object on which the invention is based is further achieved by a method for ultrasonic processing of a preferably web-shaped material, the method having the following steps: a) providing a first sonotrode with a first sealing surface, a second sonotrode with a second sealing surface and either i) a first counter tool with a first counter sealing surface and a second counter sealing surface or ii) a first counter tool with a first counter sealing surface and a second counter tool with a second counter sealing surface, b) moving the material through a first gap between the first sealing surface and the first counter sealing surface in a feed direction a feed speed while the first sonotrode is excited with an ultrasonic vibration, so that the material is processed by the first sealing surface on a section to be sealed using ultrasound, c) moving the material through a second gap between the second sealing surface and the second counter-sealing surface in the feed direction with the feed speed, while the second sonotrode is excited with an ultrasonic vibration, so that the material is processed again by means of ultrasound through the second sealing
  • step b) and/or c material sections can be processed in step b) and/or c). Not every section of material processed in step b) needs to be processed again in step c). In Likewise, not every section of material processed in step c) has to have been previously processed in step b). According to the invention, however, at least one material section must be processed in both step b) and step c).
  • the feed rate is constant, preferably the feed rate being at least 200 m/min and particularly preferably at least 250 m/min. This ensures that seams on nonwovens can be produced with high quality within a very short time, even in an industrial application.
  • the preferably web-shaped material consists of at least two material layers, whereby in step b) the material is only compressed, but the material layers are not melted, and where in step c) the actual welding of the material layers takes place.
  • the method further comprises the following steps: d) providing a third sonotrode with a third sealing surface, e) moving the material through a third gap between the third sealing surface and a third counter-sealing surface in the feed direction at the feed speed, while the third sonotrode is excited with an ultrasonic vibration, so that the material is processed again by means of ultrasound through the third sealing surface on the section processed in steps b) and c), the third gap being arranged behind the second gap in the feed direction.
  • adding a third sonotrode leads to an increase in the processing speed.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention for ultrasonic welding.
  • the counter tool 20 has a plurality of counter sealing surfaces 21, each of which is designed as an elevation relative to a lateral surface.
  • the multi-layer material 11 to be processed is guided between the counter-sealing surfaces 21 and the sealing surfaces of the first and second sonotrodes 10, 12.
  • the cylindrical counter tool 20 is mounted rotatably about a longitudinal axis and is rotated clockwise about the longitudinal axis by a drive (not shown), so that the material is guided through the device 1 in a feed direction 50.
  • the counter sealing surfaces 21 of the counter tool 20 are arranged at the same distance from one another in the circumferential direction as the sonotrodes 10, 12 themselves to process the material if a counter-sealing surface 21 is positioned opposite one of the sealing surfaces of the sonotrodes 10, 12, thus enabling energy to be transferred from the sonotrodes 10, 12, 14 to the material.
  • Material processing therefore only takes place in the situation shown in Figure 1.
  • the counter tool 20 is rotated at a peripheral speed which corresponds to the feed speed of the material webs 11. Therefore, as soon as the counter tool is rotated clockwise from the position shown in Figure 1, no section of the material webs is arranged between a sealing surface of the sonotrodes and a counter sealing surface. In such a situation, ultrasonic processing does not occur.
  • the first sonotrode 10 is intended to initially only compress the material 1 1 to be processed, which consists of several layers. This is done by the second sonotrode 12 Material is then melted in the joining zone, i.e. the section of material to be processed, so that the material layers connect to one another. By consecutively processing the material using two sonotrodes 10, 12, the feed speed at which the material is guided through the device 1 can be increased, while the seam quality remains guaranteed.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung einer Quersiegelnaht in einem bahnförmigen, mehrlagigen Material mittels Ultraschallbearbeitung.

Description

Vorrichtung zur Ultraschallbearbeitung mit zwei Sonotroden sowie Verfahren mit einer solchen Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung einer Quersiegelnaht in einem bahnförmigen, mehrlagigen Material mittels Ultraschallbearbeitung.
Eine solche Ultraschallbearbeitungsvorrichtung weist dafür eine erste Sonotrode mit einer ersten Siegelfläche und ein erstes Gegenwerkzeug mit einer ersten Gegensiegelfläche auf. Dabei ist die erste Sonotrode unter Ausbildung eines ersten Spaltes derart zu dem ersten Gegenwerkzeug angeordnet, dass in einem Betrieb der Vorrichtung das bahnförmige Material durch einen ersten Spalt zwischen der ersten Siegelfläche und der ersten Gegensiegelfläche in einer Vorschubrichtung hindurch bewegt wird, wobei die erste Siegelfläche und die erste Gegensiegelfläche dafür vorgesehen sind, mit einem Abschnitt des zu bearbeitenden Materials, nämlich dem zu siegelnden Abschnitt, in Kontakt zu kommen.
Ultraschallbearbeitungsverfahren kommen bei einer Vielzahl industrieller Anwendungen zum Einsatz. Beispielhaft sei hier die Verbindung von Vliesstoffmaterialien z.B. zur Herstellung von Hygieneprodukten wie Windeln genannt.
Dabei werden zwei oder mehr miteinander zu verbindende Vliesstoffabschnitte übereinander in einem Spalt zwischen der ersten Sonotrode und dem ersten Gegenwerkzeug angeordnet und die erste Sonotrode mit einer Ultraschallschwingung angeregt. An der ersten Siegelfläche und der ersten Gegensiegelfläche sowie zwischen den Materiallagen kommt es aufgrund der durch die Ultraschallschwingung induzierten Reibung zu einer lokalen Erwärmung des Materials, sodass insbesondere thermoplastische Bestandteile des Vliesstoffes aufgeschmolzen werden. Die aufgeschmolzenen Bestandteile von zu verbindenden Materialabschnitten fließen dabei ineinander und sorgen nach deren Abkühlung für eine feste, nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindung.
Wie eingangs erwähnt, kommen derartige Verfahren beispielsweise bei der Herstellung von Windeln zum Einsatz, wobei z.B. die Seitennaht einer Windel mittels Ultraschallbearbeitung ausgebildet wird. Zur Ausbildung einer solchen Naht sind aus dem Stand der Technik zahlreiche Werkzeuggeometrien und Bearbeitungsverfahren bekannt.
Durch das in Kontakt treten der ersten Siegelfläche mit dem bahnförmigen Material während die erste Sonotrode mit einer Ultraschallschwingung angeregt ist, wird auf dem bahnförmigen Material in dem Abschnitt der zwischen der ersten Siegelfläche und der ersten Gegensiegelfläche angeordnet ist, eine Quersiegelnaht erzeugt. Dabei ist diese Quersiegelnaht quer, d.h. im beschriebenen Beispiel sogar senkrecht, zur Vorschubrichtung ausgebildet. Es ist sofort einsichtig, dass Quersiegelnähte nur so lang sind wie die Länge der ersten Siegelfläche. Daher muss sichergestellt werden, dass die erste Siegelfläche nur dann die Materialbahn bearbeitet, wenn eine Quersiegelnaht erzeugt werden soll. Daher sind Übertragungsmittel vorgesehen, die sicherstellen, dass dann, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im ersten Spalt befindet, die von der ersten Sonotrode auf das bahnförmige Material aufgebrachte Ultraschallschwingung reduziert ist. Werden Materialbahnabschnitte, auf denen keine Quersiegelnaht erzeugt werden soll, durch den ersten Spalt bewegt, muss daher entweder die Amplitude der Ultraschallschwingung, z.B. auf Null, reduziert oder der erste Spalt vergrößert werden.
Typischerweise werden Seitennähte von Windeln mit im Wesentlichen walzenförmigen oder zylindersegmentförmigen Werkzeugen gebildet, die während der Bearbeitung um ihre Längsachse gedreht werden, sodass eine Mantelfläche, die die Zylinderform oder die Zylindersegment aufweist, auf dem zu bearbeitenden Material abrollt.
Dabei weist die Mantelfläche oft zumindest ein Strukturelement auf, welches in radialer Richtung über die Trägerfläche vorsteht. Die Oberseite des Strukturelementes bildet hier die erste Siegelfläche oder die erste Gegensiegelfläche und ist dafür vorgesehen, mit dem zu bearbeitenden Material in Kontakt zu treten und eine entsprechende Schweißstruktur zu erzielen. Durch die Drehung des Werkzeuges wird der erste Spalt zwischen erster Sonotrode und erstem Gegenwerkzeug somit abwechselnd größer und kleiner, wobei eine Ausbildung einer Siegelnaht nur dann erfolgt, wenn der Abstand klein ist.
Insbesondere bei industriellen Anwendungen ist eine möglichst hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erwünscht. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist jedoch mit den Vorrichtungen des Standes der Technik begrenzt.
Zwar lässt sich grundsätzlich die Vorschubgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit welcher das Material durch den ersten Spalt zwischen erster Sonotrode und erstem Gegenwerk- zeug bewegt wird, erhöhen, allerdings wird dann durch die erste Sonotrode, die mit einer festen Frequenz auf das Material einwirkt, nicht mehr genügend Energie in das Material eingebracht, um eine zuverlässige Verschmelzung zu ermöglichen. Dies liegt daran, dass bei einer höheren Vorschubgeschwindigkeit das Material kürzer mit der ersten Siegelfläche der ersten Sonotrode in Kontakt tritt und daher weniger „Schläge“ von der ersten Sonotrode auf das Material aufgebracht werden.
Dies kann teilweise dadurch kompensiert werden, dass die Kraft, mit welcher die erste Sonotrode auf das zu bearbeitende Material gedrückt wird, erhöht wird. Dadurch wird „pro Schlag“ der ersten Sonotrode mehr Energie in das Material eingebracht. Dies sorgt allerdings für eine höhere Reibung und führt dazu, dass die aufgeschmolzenen Bestandteile, die sich durch die Ultraschallbearbeitung an den Grenzflächen zwischen den zu verschweißenden Materialschichten ausbilden, d.h. in der sogenannten Fügezone, durch die Oberflächenstruktur des Werkzeuges aus der Fügezone gedrückt werden. Dies führt wiederum ebenfalls zu einer schlechteren Naht, da nicht mehr genug thermoplastische Bestandteile in der Fügezone zur Verschmelzung zur Verfügung stehen.
Alternativ oder in Kombination ist auch bekannt, die Schwingungsamplitude der Ultraschallschwingung zu erhöhen. Auch hierdurch wird „pro Schlag“ der ersten Sonotrode mehr Energie in das Material übertragen. Diese Alternative ist jedoch ebenfalls begrenzt. Wird die erste Sonotrode mit zu hoher Schwingungsamplitude betrieben, kann es zu Beschädigungen des Sonotrodenmaterials kommen.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der T echnik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ultraschallbearbeitung eines Materials bereitzustellen, mit welchem eine zuverlässige Erzeugung von Quersiegelnähten mit höherer Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ultraschallbearbeitungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei eine zweite Sonotrode mit einer zweiten Siegelfläche vorgesehen ist, welche von einer zweiten Gegensiegelfläche unter Ausbildung eines zweiten Spaltes beabstandet ist, wobei zweite Siegelfläche und zweite Gegensiegelfläche dafür vorgesehen sind, mit dem zu siegelnden Abschnitt des bahnförmigem Material in Kontakt zu treten und eine Ultraschallschwingung auf den zu siegelnden Abschnitt aufzubringen, wenn der zu siegelnden Abschnitt durch den zweiten Spalt bewegt wird. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass ein Material an ein und derselben Stelle, nämlich an dem zu siegelnden Abschnitt, mehrmals von mindestens zwei Sonotroden nacheinander bearbeitet wird. Insgesamt betrachtet wird dadurch der Energieeintrag auf der bearbeiteten Fläche größer, sodass insgesamt ein größerer Anteil an thermoplastischem Material und folglich auch eine stabilere Schweißnaht erzeugt werden. Durch die zeitlich versetzte Bearbeitung wird allerdings nicht auf einmal viel Schmelze erzeugt, die aus der Fügezone herausgedrückt werden könnte, sondern die Erzeugung der Schmelze wird über eine Zeitspanne gestreckt, sodass die Kontaktzeit zwischen Sonotroden und Material insgesamt vergrößert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Übertragungsmittel derart ausgestaltet, dass dann, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im zweiten Spalt befindet, die von der zweiten Sonotrode auf das bahnförmige Material aufgebrachte Ultraschallschwingung reduziert ist.
Es wird daher nicht nur dann, wenn der zu siegelnde Abschnitt im ersten Spalt angeordnet ist, sondern auch dann, wenn der zu siegelnde Abschnitt im zweiten Spalt angeordnet ist, die auf das Material übertragene Ultraschallschwingung von dem Übertragungsmittel reduziert.
In der bevorzugten Ausführungsform sind die Übertragungsmittel derart ausgestaltet, dass die Übertragungsmittel die Größe des ersten und/oder zweiten Spaltes vergrößern, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im entsprechenden Spalt befindet.
Dies kann z.B. dadurch verwirklicht werden, dass die erste Sonotrode oder die zweite Sonotrode relativ zu dem ersten Gegenwerkzeug bzw. dem zweiten Gegenwerkzeug bewegt wird, dass sich der erste bzw. zweite Spalt vergrößert.
Alternativ oder in Kombination dazu können die Übertragungsmittel die Schwingungsamplitude der Ultraschallschwingung der ersten und/oder zweiten Sonotrode reduzieren, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im entsprechenden Spalt befindet. Im einfachsten Fall wird die Ultraschallschwingung einfach abgeschaltet, solange die entsprechende Siegelfläche nicht mit dem zu siegelnden Abschnitt in Kontakt ist. Insbesondere bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten hat sich allerdings gezeigt, dass ein vollständiges Abschalten der Ultraschallschwingung von Nachteil ist, da dann, wenn der zu siegelnde Abschnitt mit der entsprechenden Siegelfläche in Kontakt tritt, die Schwingungsamplitude der Ultraschallschwingung nicht schnell genug auf einen gewünschten Wert geregelt werden kann. Häufig sind Siegelflächen als Erhebungen über eine Grundfläche oder eine Mantelfläche ausgebildet, die auf der Materialbahn ein Bearbeitungsmuster erzeugen. Daher können die Übertragungsmittel auch durch gegenüber der Mantelfläche vorstehenden Siegelflächen verwirklicht werden, wenn die erste Sonotrode und/oder das erste Gegenwerkzeug walzenförmig ausgebildet sind und während der Bearbeitung mit einer Umfangsgeschwindigkeit um ihre Achsen gedreht werden, die der Vorschubgeschwindigkeit entspricht. Dadurch ist sichergestellt, dass die entsprechende Siegelfläche oder Gegensiegelfläche nur mit dem zu siegelnden Abschnitt des bahnförmigen Materials in Kontakt tritt, sodass Materialbahnabschnitte, die benachbart zu dem zu siegelnden Abschnitt angeordnet sind, nicht mit Ultraschall bearbeitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist die erste Siegelfläche genauso ausgestaltet wie die zweite Siegelfläche, sodass mit der ersten Siegelfläche ein gleiches Bearbeitungsmuster auf dem Material erzeugt wird, wie mit der zweiten Siegelfläche. Es werden also exakt dieselben Materialabschnitte bearbeitet.
Es ist aber auch möglich, dass sich die erste Siegelfläche und die zweite Siegelfläche in ihren Abmessungen voneinander unterscheiden, so dass der von der ersten Siegelfläche bearbeitete Materialabschnitt und der von der zweiten Siegelfläche bearbeitete Abschnitt nicht exakt identisch sind.
Erfindungsgemäß muss allerdings zumindest ein Materialabschnitt, nämlich der zu siegelnde Abschnitt, nacheinander von der ersten und der zweiten Sonotrode bearbeitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Gegenwerkzeug walzenförmig mit einer Mantelfläche ausgestaltet und um eine Längsachse senkrecht drehbar, wobei die zweite Gegensiegelfläche auf dem ersten Gegenwerkzeug angeordnet ist und die erste Sonotrode und die zweite Sonotrode in einer Umfangsrichtung des Gegenwerkzeuges hintereinander angeordnet sind.
Auf diese Weise kann das zu bearbeitende Material effektiv über das erste Gegenwerkzeug geführt werden und es kann einfach sichergestellt werden, dass immer der gleiche Bereich des zu siegelnden Materials von der ersten und zweiten Sonotrode erfasst wird.
Es ist allerdings auch möglich, dass ein zweites Gegenwerkzeug vorgesehen ist, wobei die zweite Gegensiegelfläche auf dem zweiten Gegenwerkzeug angeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform sind die Übertragungsmittel dadurch verwirklicht, dass erste und/oder zweite Gegensiegelfläche als Erhebungen gegenüber der Mantelfläche ausgebildet sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass nur eine Bearbeitung im Bereich der Erhebung des betreffenden Gegenwerkzeuges stattfindet.
In einer weiteren Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, dass die erste Sonotrode und die zweite Sonotrode in einem Abstand A in Umfangsrichtung zueinander angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Gegensiegelfläche des ersten Gegenwerkzeuges als separate Erhebungen gegenüber der Mantelfläche ausgebildet sind, wobei die Erhebungen in Umfangsrichtung hintereinander mit dem gleichen Abstand A in Umfangsrichtung angeordnet sind wie die erste Sonotrode und die zweite Sonotrode. Auf diese Weise kann besonders einfach sichergestellt werden, dass der gleiche Materialbahnabschnitt von der ersten und der zweiten Sonotrode bearbeitet wird. Die erste und zweite Sonotrode können beispielsweise kontinuierlich mit einer Ultraschallschwingung angeregt werden, wobei es nur zu einer Bearbeitung des Materials kommt, wenn die erste und die zweite Gegensiegelfläche des ersten Gegenwerkzeuges mit der ersten oder zweiten Siegelfläche zusammentrifft. Kostenaufwändige Steuerungen für die zeitlich versetzte Anregung der ersten und zweiten Sonotrode können hierbei entfallen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Ultraschallgenerator auf, der derart eingerichtet ist, dass mit dem Ultraschallgenerator die erste Sonotrode und die zweite Sonotrode anregbar sind. Es ist also nicht notwendig, dass die erste Sonotrode und die zweite Sonotrode zwei getrennte Ultraschallgeneratoren aufweisen, sodass ebenfalls Kosten eingespart werden können.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Antriebseinheit auf, wobei die Antriebseinheit derart eingerichtet und angeordnet ist, dass in einem Betrieb der Vorrichtung das Material mit der Antriebseinheit durch die Vorrichtung bewegt wird, wobei die Übertragungsmittel derart eingerichtet und mit dem Ultraschallgenerator und/oder der Antriebseinheit verbunden ist, dass die erste und zweite Sonotrode in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit und/oder dem Abstand A der ersten und zweiten Sonotrode zeitlich zueinander versetzt angeregt werden. Mit der beanspruchten Steuereinheit wird mit anderen Worten sichergestellt, dass immer exakt der gleiche Abschnitt des Materials mit der ersten und zweiten Sonotrode bearbeitet wird. Der zeitliche Abstand zwischen der Anregung der ersten Sonotrode und der Anregung der zweiten Sonotrode hängt dabei maßgeblich von dem Abstand der ersten und zweiten Sonotrode sowie der Vorschubgeschwindigkeit des Materials ab. In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine dritte Sonotrode mit einer dritten Siegelfläche auf, die dafür vorgesehen ist, mit dem zu bearbeitenden Material in Kontakt zu treten, wobei die dritte Sonotrode derart relativ zu dem Gegenwerkzeug angeordnet ist, dass das zu bearbeitende Material in einem Betrieb der Vorrichtung durch einen dritten Spalt zwischen der dritten Siegelfläche und der Gegensiegelfläche hindurch bewegt wird, wobei die dritte Gegensiegelfläche auf dem ersten Gegenwerkzeug (20), dem zweiten Gegenwerkzeug oder einem dritten Gegenwerkzeug angeordnet ist.
Dabei ist die dritte Sonotrode in Vorschubrichtung derart hinter der zweiten Sonotrode angeordnet ist, dass mit der dritten Siegelfläche der dritten Sonotrode der gleiche Abschnitt des zu bearbeitenden Materials bearbeitbar ist, wie mit der ersten Siegelfläche der ersten Sonotrode und der zweiten Siegelfläche der zweiten Sonotrode, wenn das vorzugsweise bahnförmige Material in einem Betrieb der Vorrichtung mit der Vorschubgeschwindigkeit durch die Vorrichtung bewegt wird. Dabei ist vorzugsweise die dritte Siegelfläche genauso ausgestaltet wie die erste und die zweite Siegelfläche, sodass mit der dritten Siegelfläche ein gleiches Bearbeitungsmuster auf dem Material erzeugt wird, wie mit der ersten und zweiten Siegelfläche. Durch das Hinzuschalten einer dritten Sonotrode kann die Vorschubgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Materials nochmals erhöht werden, da insgesamt die Kontaktzeit des Materials durch den Kontakt mit den drei Siegelflächen der Sonotroden erhöht wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zumindest eine erste Materialführungswalze auf, wobei die erste Materialführungswalze relativ zu dem zylindrischen Gegenwerkzeug derart angeordnet ist, dass das Material in einem Zuführungsspalt zwischen der ersten Materialführungswalze und dem ersten Gegenwerkzeug in Vorschubrichtung hindurch bewegt wird, wobei die erste Materialführungswalze in Vorschubrichtung vor der ersten Sonotrode angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Vorrichtung eine zweite Materialführungswalze aufweist, wobei die zweite Materialführungswalze relativ zu dem zylindrischen ersten Gegenwerkzeug derart angeordnet ist, dass das Material in einem Ausgangspalt zwischen der zweiten Materialführungswalze und dem ersten Gegenwerkzeug in Vorschubrichtung hindurch bewegt wird, wobei die zweite Materialführungswalze in Vorschubrichtung hinter der zweiten bzw. dritten Sonotrode angeordnet ist. Wie bereits im Zusammenhang mit dem zylindrischen ersten Gegenwerkzeug erwähnt, erleichtert die zylindrische Ausgestaltung des ersten Gegenwerkzeuges sowie die zusätzlichen Materialführungswalzen die Materialführung zwischen erstem Gegenwerkzeug und Sonotroden. Insbesondere kann auch die Vorschubgeschwindigkeit des Materials durch die beanspruchten Walzen und das zylindrische erste Gegenwerkzeug effektiv gesteuert werden, indem die Geschwindigkeit, mit welcher die Walzen und/oder das erste Gegenwerkzeug gedreht werden, gesteuert wird. In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin ein Schneidwerkzeug auf, wobei das Schneidwerkzeug in Vorschubrichtung hinter der zweiten bzw. der dritten Sonotrode angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass mit dem Schneidwerkzeug das vorzugsweise bahnförmige Material in einer Querrichtung senkrecht zu der Vorschubrichtung zerteilbar ist. Greift man beispielsweise das Eingangsbeispiel der Windelherstellung auf, so können die nach der Schweißung noch zusammenhängenden Windelstränge unmittelbar nach Herstellung der Seitennaht voneinander in einzelne Windeln getrennt werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Ultraschallbearbeitung eines vorzugsweise bahnförmigen Materials gelöst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen einer ersten Sonotrode mit einer ersten Siegelfläche, einer zweiten Sonotrode mit einer zweiten Siegelfläche und entweder i) einem ersten Gegenwerkzeug mit einer ersten Gegensiegelfläche und einer zweiten Gegensiegelfläche oder ii) einem ersten Gegenwerkzeug mit einer ersten Gegensiegelfläche und einem zweiten Gegenwerkzeug mit einer zweiten Gegensiegelfläche, b) Bewegen des Materials durch einen ersten Spalt zwischen der ersten Siegelfläche und der ersten Gegensiegelfläche in einer Vorschubrichtung mit einer Vorschubgeschwindigkeit, während die erste Sonotrode mit einer Ultraschallschwingung angeregt wird, sodass das Material durch die erste Siegelfläche an einem zu siegelnden Abschnitt mittels Ultraschall bearbeitet wird, c) Bewegen des Materials durch einen zweiten Spalt zwischen der zweiten Siegelfläche und der zweiten Gegensiegelfläche in der Vorschubrichtung mit der Vorschubgeschwindigkeit, während die zweite Sonotrode mit einer Ultraschallschwingung angeregt wird, sodass das Material durch die zweite Siegelfläche an dem in Schritt b) bearbeiteten zu siegelnden Abschnitt mittels Ultraschall erneut bearbeitet wird, wobei der zweite Spalt in Vorschubrichtung hinter dem ersten Spalt angeordnet ist.
Die im Hinblick auf die Vorrichtung diskutierten Vorteile und Ausführungsformen treffen auch auf das erfindungsgemäße Verfahren zu, sodass auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Dabei können in Schritt b) und/oder c) mehrere Materialabschnitte bearbeitet werden. Nicht jeder in Schritt b) bearbeitet Materialabschnitt muss in Schritt c) erneut bearbeitet werden. In gleicher weise muss nicht jeder in Schritt c) bearbeitetet Materialabschnitt in Schritt b) bereits vorher bearbeitet worden sein. Erfindungsgemäß muss allerdings zumindest ein Materialabschnitt sowohl in Schritt b) als auch in Schritt c) bearbeitet werden.
In einer Ausführungsform ist die Vorschubgeschwindigkeit konstant, wobei vorzugsweise die Vorschubgeschwindigkeit mindestens 200 m/min und besonders bevorzugt mindestens 250 m/min beträgt. So kann sichergestellt werden, dass Nähte von Vliesstoffen auch in einer industriellen Anwendung innerhalb kürzester Zeit mit einer hohen Qualität gefertigt werden können.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das vorzugsweise bahnförmige Material aus zumindest zwei Materiallagen, wobei in Schritt b) das Material nur komprimiert, die Materiallagen aber nicht verschmolzen werden und wobei in Schritt c) das eigentliche Verschweißen der Materiallagen erfolgt. Durch die Komprimierung des Materials in einem ersten Schritt durch die erste Sonotrode kann durch die Bearbeitung mit der zweiten Sonotrode in einer kürzeren Zeit eine Schmelze erzeugt werden, sodass das Verschmelzen der Materiallagen anschließend schneller erfolgen kann. Alternativ dazu kann aber auch in Schritt b) bereits ein Aufschmelzen des Materials erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf: d) Bereitstellen einer dritten Sonotrode mit einer dritten Siegelfläche, e) Bewegen des Materials durch einen dritten Spalt zwischen der dritten Siegelfläche und einer dritten Gegensiegelfläche in der Vorschubrichtung mit der Vorschubgeschwindigkeit, während die dritte Sonotrode mit einer Ultraschallschwingung angeregt wird, sodass das Material durch die dritte Siegelfläche an dem in Schritt b) und c) bearbeiteten Abschnitt mittels Ultraschall erneut bearbeitet wird, wobei der dritte Spalt in Vorschubrichtung hinter dem zweiten Spalt angeordnet ist.
Wie bereits im Hinblick auf die Vorrichtung beschrieben, führt das Hinzuschalten einer dritten Sonotrode zu einer Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figur deutlich. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ultraschallschweißen.
Die Vorrichtung 1 weist in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform eine erste Sonotrode 10 mit einer ersten Siegelfläche, und eine zweite Sonotrode 12 mit einer zweiten Siegelfläche auf. Die Sonotroden 10, 12 sind in Umfangsrichtung um ein zylindrisches Gegenwerkzeug 20 angeordnet, wobei die erste Sonotrode 10 in Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn betrachtet vor der zweiten Sonotrode 12 angeordnet ist. Während dem Betrieb der Vorrichtung 1 werden die Sonotroden 10, 12 kontinuierlich mit einer Ultraschallschwingung angeregt. Die erste und zweite Siegelfläche der ersten Sonotrode 10 und der zweiten Sonotrode 12 sind der zu bearbeitenden Materialbahn 1 1 zugewandt und stehen mit dieser in Kontakt.
Das Gegenwerkzeug 20 weist mehrere Gegensiegelflächen 21 auf, die jeweils als Erhebung gegenüber einer Mantelfläche ausgebildet sind. In einem Betrieb der Vorrichtung 1 wird das zu bearbeitende mehrlagige Material 1 1 zwischen den Gegensiegelflächen 21 und den Siegelflächen der ersten und zweiten Sonotrode 10, 12 geführt.
Das zylindrische Gegenwerkzeug 20 ist dazu um eine Längsachse drehbar gelagert und wird von einem Antrieb (nicht dargestellt) im Uhrzeigersinn um die Längsachse gedreht, sodass das Material in einer Vorschubrichtung 50 durch die Vorrichtung 1 geführt wird.
Um sicherzustellen, dass mit der ersten und zweiten Sonotrode 10, 12 immer der gleiche Abschnitt des Materials bearbeitet wird, sind die Gegensiegelflächen 21 des Gegenwerkzeuges 20 in dem gleichen Abstand in Umfangsrichtung zueinander angeordnet, wie die Sonotroden 10, 12 selbst. Damit kommt es nur zu einer Bearbeitung des Materials, wenn eine Gegensiegelfläche 21 gegenüberliegend zu einer der Siegelflächen der Sonotroden 10, 12 positioniert ist und somit ein Energieübertrag von den Sonotroden 10, 12, 14 auf das Material ermöglicht wird. Eine Materialbearbeitung findet daher nur in der in Figur 1 gezeigten Situation statt. Das Gegenwerkzeug 20 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, welche mit der Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahnen 11 übereinstimmt. Sobald daher das Gegenwerkzeug im Uhrzeigersinn aus der in Figur 1 gezeigten Position gedreht wird, ist kein Abschnitt der Materialbahnen zwischen einer Siegelfläche der Sonotroden und einer Gegensiegelfläche angeordnet. In solch einer Situation kommt es zu keiner Ultraschallbearbeitung.
Die erste Sonotrode 10 ist dafür vorgesehen, das zu bearbeitende Material 1 1 , das aus mehreren Lagen besteht, zunächst nur zu komprimieren. Durch die zweite Sonotrode 12 wird das Material dann in der Fügezone, also dem zu bearbeitenden Materialabschnitt, aufgeschmolzen, sodass sich die Materiallagen miteinander verbinden. Durch die konsekutive Bearbeitung des Materials mittels zwei Sonotroden 10, 12 kann die Vorschubgeschwindigkeit, mit welcher das Material durch die Vorrichtung 1 geführt wird, somit erhöht werden, wobei die Nahtqualität gewährleistet bleibt.
Mit der gezeigten Vorrichtung 1 und dem beschriebenen Verfahren können daher beispielsweise Seitennähte von Windeln zuverlässig ausgebildet werden.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
10 erste Sonotrode 11 Materialbahn
12 zweite Sonotrode
20 Gegenwerkzeug
21 Gegensiegelfläche
50 Vorschubrichtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung (1 ) zur Erzeugung einer Quersiegelnaht mittels Ultraschallbearbeitung auf einem bahnförmigen, mehrlagigen Material (1 1 ) aufweisend eine erste Sonotrode (10) mit einer ersten Siegelfläche, die in eine Ultraschallschwingung versetzt werden kann, ein erstes Gegenwerkzeug (20) mit einer ersten Gegensiegelfläche (21 ), wobei die erste Siegelfläche unter Ausbildung eines ersten Spaltes von der ersten Gegensiegelfläche beabstandet ist und erste Siegelfläche und erste Gegensiegelfläche dafür vorgesehen sind, mit einem zu siegelnden Abschnitt des bahnförmigem Material in Kontakt zu treten und eine Ultraschallschwingung auf den zu siegelnden Abschnitt aufzubringen, wenn das bahnförmige Material durch den ersten Spalt bewegt wird und sich der zu siegelnden Abschnitt im Spalt befindet, wobei Übertragungsmittel vorgesehen sind, die sicherstellen, dass dann, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im ersten Spalt befindet, die von der ersten Sonotrode auf das bahnförmige Material aufgebrachte Ultraschallschwingung reduziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Sonotrode (12) mit einer zweiten Siegelfläche vorgesehen ist, welche von einer zweiten Gegensiegelfläche unter Ausbildung eines zweiten Spaltes beabstandet ist, wobei zweite Siegelfläche und zweite Gegensiegelfläche dafür vorgesehen sind, mit dem zu siegelnden Abschnitt des bahnförmigem Material in Kontakt zu treten und eine Ultraschallschwingung auf den zu siegelnden Abschnitt aufzubringen, wenn der zu siegelnden Abschnitt durch den zweiten Spalt bewegt wird, sodass das bahnförmige Material an dem zu siegelnden Abschnitt sowohl von der ersten als auch von der zweiten Sonotrode bearbeitet wird. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel derart ausgestaltet sind, dass dann, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im zweiten Spalt befindet, die von der zweiten Sonotrode auf das bahnförmige Material aufgebrachte Ultraschallschwingung reduziert ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel die Größe des ersten und/oder zweiten Spaltes vergrößern, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im entsprechenden Spalt befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel die Schwingungsamplitude der Ultraschallschwingung der ersten und/oder zweiten Sonotrode reduzieren, wenn der zu siegelnde Abschnitt sich nicht im entsprechenden Spalt befindet.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gegenwerkzeug (20) walzenförmig mit einer Mantelfläche ausgestaltet und um eine Längsachse (51 ) drehbar ist, wobei die zweite Gegensiegelfläche auf dem ersten Gegenwerkzeug angeordnet ist und die erste Sonotrode (10) und die zweite Sonotrode (12) in einer Umfangsrichtung des Gegenwerkzeuges (20) hintereinander angeordnet sind.
6. Vorrichtung (1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Übertragungsmittel dadurch verwirklicht werden, dass erste und/oder zweite Gegensiegelfläche (21 ) als Erhebungen (22) gegenüber der Mantelfläche ausgebildet sind.
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Gegenwerkzeug vorgesehen ist, wobei die zweite Gegensiegelfläche auf dem zweiten Gegenwerkzeug angeordnet ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1 ) einen Ultraschallgenerator aufweist, der derart eingerichtet ist, dass mit dem Ultraschallgenerator die erste Sonotrode (10) und die zweite Sonotrode (12) anregbar sind.
9. Vorrichtung (1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Sonotrode und die zweite Sonotrode in einem Abstand A in Umfangsrichtung zueinander angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Gegensiegelfläche des ersten Gegenwerkzeuges als separate Erhebungen gegenüber der Mantelfläche ausgebildet sind, wobei die Erhebungen in Umfangsrichtung hintereinander mit dem gleichen Abstand A in Umfangsrichtung angeordnet sind wie die erste Sonotrode und die zweite Sonotrode, wobei vorzugsweise die Vorrichtung eine Antriebseinheit aufweist, wobei die Antriebseinheit derart eingerichtet und angeordnet ist, dass in einem Betrieb der Vorrichtung (1 ) das bahnförmige Material mit der Antriebseinheit durch die Vorrichtung (1 ) bewegt wird, wobei die Übertragungsmittel derart eingerichtet und mit dem Ultraschallgenerator und/oder der Antriebseinheit verbunden ist, dass die erste (10) und zweite (12) Sonotrode in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit und/oder dem Abstand A der ersten (10) und zweiten (12) Sonotrode zeitlich zueinander versetzt angeregt werden. 10. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1 ) eine dritte Sonotrode (14) mit einer dritten Siegelfläche (15) aufweist, die dafür vorgesehen ist mit dem zu bearbeitenden bahnförmigen Material in Kontakt zu treten, wobei die dritte Sonotrode (14) derart relativ zu einer dritten Gegensiegelfläche angeordnet ist, dass das zu bearbeitende bahnförmige Material in einem Betrieb der Vorrichtung (1 ) durch einen dritten Spalt zwischen der dritten Siegelfläche (15) und der dritten Gegensiegelfläche (21 ) hindurch bewegt wird, wobei die dritte Gegensiegelfläche auf dem ersten Gegenwerkzeug (20), dem zweiten Gegenwerkzeug oder einem dritten Gegenwerkzeug angeordnet ist.
11. Verfahren zur Erzeugung einer Quersiegelnaht auf einem bahnförmigen Material mittels Ultraschallbearbeitung mit den Schritten: a. Bereitstellen einer ersten Sonotrode (10) mit einer ersten Siegelfläche (11 ), einer zweiten Sonotrode (12) mit einer zweiten Siegelfläche (13) und entweder i) einem ersten Gegenwerkzeug (20) mit einer ersten Gegensiegelfläche (21 ) und einer zweiten Gegensiegelfläche oder ii) einem ersten Gegenwerkzeug (20) mit einer ersten Gegensiegelfläche und einem zweiten Gegenwerkzeug mit einer zweiten Gegensiegelfläche, b. Bewegen des Materials durch einen ersten Spalt zwischen der ersten Siegelfläche (1 1 ) und der ersten Gegensiegelfläche (21 ) in einer Vorschubrichtung (50) mit einer Vorschubgeschwindigkeit, während die erste Sonotrode (10) mit einer Ultraschallschwingung angeregt wird, sodass das bahnförmige Material durch die erste Siegelfläche (1 1 ) an einem zu siegelnden Abschnitt mittels Ultraschall bearbeitet wird, c. Bewegen des Materials durch einen zweiten Spalt zwischen der zweiten Siegelfläche (13) und der zweiten Gegensiegelfläche (21 ) in der Vorschubrichtung (50) mit der Vorschubgeschwindigkeit, während die zweite Sonotrode (12) mit einer Ultraschallschwingung angeregt wird, sodass das Material durch die zweite Siegelfläche (13) an dem in Schritt b. bearbeiteten zu siegelnden Abschnitt mittels Ultraschall erneut bearbeitet wird, wobei der zweite Spalt in Vorschubrichtung (50) hinter dem ersten Spalt angeordnet ist.
12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Vorschubgeschwindigkeit konstant ist, wobei vorzugsweise die Vorschubgeschwindigkeit mindestens 200 m/min und besonders bevorzugt mindestens 250 m/min beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das bahnförmige Material aus zumindest zwei Materiallagen besteht, wobei in Schritt b. das Material nur komprimiert, die Materiallagen aber nicht verschmolzen werden und wobei in Schritt c. das eigentli- ehe Verschweißen der Materiallagen erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Verfahren weiterhin die Schritte aufweist: d. Bereitstellen einer dritten Sonotrode (14) mit einer dritten Siegelfläche (15), e. Bewegen des Materials durch einen dritten Spalt zwischen der dritten Siegelfläche (15) und einer dritten Gegensiegelfläche (21 ) in der Vorschubrichtung (50) mit der Vorschubgeschwindigkeit, während die dritte Sonotrode (14) mit einer Ultraschallschwingung angeregt wird, sodass das Material durch die dritte Siegelfläche (15) an dem in Schritt b. und c. bearbeiteten, zu siegelnden Abschnitt mittels Ultraschall erneut bearbeitet wird, wobei der dritte Spalt in Vorschubrichtung (50) hinter dem zweiten Spalt angeordnet ist.
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