DD142322A5 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines stegnahtverschlusses an einer faltschachtel - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines stegnahtverschlusses an einer faltschachtel Download PDF

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DD142322A5
DD142322A5 DD79211630A DD21163079A DD142322A5 DD 142322 A5 DD142322 A5 DD 142322A5 DD 79211630 A DD79211630 A DD 79211630A DD 21163079 A DD21163079 A DD 21163079A DD 142322 A5 DD142322 A5 DD 142322A5
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DD
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seam
sonotrode
anvil
weld
welding
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DD79211630A
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Gerhard Deimel
Paul Schmidt
Harald Sturm
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Jagenberg Werke Ag
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Description

1163 0
Verfahren und Vorrichtimg zum Herstellen eines Stegnahtver Schlusses an einer Faltschachtel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stegnahtverschlusses, insbesondere an einer einen Giebel auf~ weisenden Faltschachtel, wie es beispielsv/eise in der Getränkeindustrie und Milchwirtschaft zum Einsatz kommt, sowie die zur Durchführung des Verfallrens erforderliche Vorrichtung,
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist ein Verfahren zum Herstellen eines Stegnahtverschlussesj insbesondere an einer einen Giebel aufweisenden Faltschachtel aus mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Kartonmaterial durch Ultraschallschweißen bekannt«
Bei diesem Verfahren werden die miteinander zu verschweißenden Bereiche der Stegnaht nach dem Falten des Giebels der Faltschachtel zwischen einen sogenannten Amboß und eine durch Ultraschallwellen in Vibration versetzte Sonotrode gebracht* Durch Erregen der Sonotrode mit Ultraschallviellen wird die an den einander zugekehrten Seiten der miteinander zu ver« schweißenden Bereiche vorgesehene Kunststoffschicht aufgeweicht und verschweißt. Die Praxis hat nun gezeigt» daß ins«
11630 «2« Berlin,d,3.8.1979
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besondere dann» wenn die Innenseiten der Paltschachtel zusätzlich noch eine Alufolie tragen^ die durch Ultraschallschweißen hergestellte Stegnaht die Faltschachtel nicht mit der gewünschten Sicherheit verschließen kann© In der Stegnaht bilden sich nämlich kraterartige offene Stellen ausa Es ist ferner eine Vorrichtung zur Buchführung des Verfahrens be~ kanntj die aus einem Amboß und einer damit zusammenwirkenden und mit Ultraschall in Vibration versetabaren Sonotrode beet ehte Die Vorrichtung ?^eist ferner Faltwerkzeuge auf s die nach einem weiteren bekannten Vorschlag zangenartig ausgebildet und mit einem Antrieb verbunden sind»
Es hat sich gezeigt j daß die miteinander zu verschweißenden Bereiche der Stegnaht aufgrund der Rückstellkräfte des Kartonmaterials nach dem Paltvorgang des Giebels während des SchweißYorganges trotz der hohen !Frequenz der auf die Schweiß» naht zu und wieder v/eg bewegten Sonotrode nicht fest genug aufeinander liegenbleibens v?odurch die erwähnte Kraterbildung bedingt ist«,
Ziel der
Ziel der Erfindung ist es, ohne wesentliche Erhölmng des technisch-okonomischen Herstellungsauf v/andes für den Pügepro« iseß einen dichten Verschluß der Stegnaht zu erreichen«
Darle^im«; des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sum Herstellen eines Stegnahtverschlusses insbesondere an einer einen Giebel aufweisenden Faltschachtel aus mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Kartonraaterial durch Ultra» schallsclrvveißen zu entwickeln, mit dein eine einwandfreie.» die Faltschachtel abdichtende kraterlose Stegr„aht herstellbar ist«
~ 3 - Berlin,de3«8.197S AP B 65 D/211 63O 55 105 24
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung mit Schweißwerkzeugen, bestehend aus einem Amboß und einer damit zusammenwirkenden und mit Ultraschallwellen in Vibration versetsbaren Sonotrode j, zu schaffesie
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Palten der Stegnaht deren eu verschweißende Bereiche auf der dem Schachteiinnern zugekehrten Seite der herzustellenden Schweißnaht von außen zusammengedrückt werden und dieser Druck während des Schweiß« und AbkühlVorganges aufrechterhal«. ten
ITach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Stegnahtver-Schluß längs einem parallel zu der Schweißnaht und mit geringem Abstand zu diesem verlaufenden Bereich mit Druck "beaufschlagt © Mit dieser Maßnahme gibt man zuia Rand verdrängtem thermoplastischem Material eine Ausweichmöglichkeit© Vorzugsweise wird der Stegnahtverschluß in geringem Abstand von der Faltlinie zusammengedrückt« Bei dieser Ausgestaltung wird selbst mit nur auf einer Linie wirksamen Druckkräften unter Ausnutzung des Kiiickpunktes der Bereiche der Stegnaht gewährleistete daß diese Bereiche während des Schweißvorganges zusammengehalten werden«
Die mechanische Stärke der Schweißnaht und deren Dichtigkeit kann weiter dadurch verbessert werden, daß der Druck in der Schweißnaht beim Schweißvorgang vom Zentrum der Schweißnaht zu dem deia Schachteiinnern zugekehrten Rand stetig abnimmt und der vom Zentrum zum Rand hin verdrängte thermoplastische Kunststoff eine V-liaht bildet·
Die Vorrichtung zur Durcliführimg des Verfahrens $ mit Schweiß«
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werkzeugen^ bestehend aus einem Amboß und einer damit zusammenwirkenden und mit Ultraschallwellen in Vibration versetzbarer Sonotrode $ ist erfindungsgemäß gekennzeichnet dadurchs daß sclmchtelseitig sowohl neben dein Amboß als auch neben der Sonotrode und mit geringem Abstand von Amboß und Sonotrode mit diesen zusammenwirkende Prefiwerkzeuge vorgesehen sind© Vorzugsweise weist der Amboß eine in Richtung der Stegnaht laufende und an der Arbeitsfläche gewölbte Rippe auf, die eine Anschlagfläche für die Sonotrode bildet*
Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert© Die augehörige Zeichnung zeigt einen !Teil der Schweißwerkzeuge während des Schweißvorganges«
Die für das Schweißverfahren benötigte Schweißvorrichtung besteht aus einem-Amboß 1 und einer damit zusammenwirkenden^ mit Ultraschall arbeitenden Sonotrode 2 als Schweißwerkzeuge«,
Heben dem Amboß 1 ist auf der einer Faltschachtel 3 zugekehrt ten Seite, getrennt durch eine Hut 4e ein Faltwerkzeug 5 auf demselben Sräger β angeordnete Heben der Sonotrode 2 ist unter BeX§;ssung eines der Mut 4 gegenüberliegenden Spaltes 7 auf der Faltschachtel 3 zugekehrten Seite ein mit dem ersten. Faltwerk« seug 5 zusammenwirkendes zweites Faltwerkzeug 8 angeordnet f das an einem nicht dargestellten Träger der Sonotrode 2 über eine nicht dargestellte Druckfeder abgestützt ist© Die Bewegung von Amboß 19 Sonotrode 2 und Faltwerkzeugen 5 und 8 er« folgt zangenartige Dies kann mittels eines Antriebes erfolgen«
Wenn die Faltschachtel 3 mit dem noch offenen,, aber Faltlinien aufweisenden Giebel 9 in den Bereich der noch offenen Palt«
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werkzeuge 5, 8 in Querlage transportiert "wird, bewegen sich die Faltwerkzeuge 5, 8 zangenartig aufeinander zu und bringen dabei den Giebel 9 in die in der Zeichnung dargestellte Palt« stellung, bei der der eigentliche Schweißvorgang erfolgen kann«,
Während des Schweißvorganges" v/erden die miteinander zu verschweißenden, innenseitig mit thermoplastischem Kunststoff s Z0B. Polyäthylens beschichteten Stegnahtbereiche 10, 11 unmittelbar oberhalb der Faltlinien 12, 13 durch die Faltwerk-· zeuge 5, 8 auf der gesamten Länge der Stegnaht zusammengehaltene Mit geringem Abstand τοη den Faltwerkzeugen 59 8 greifen Amboß 1 und Sonotrode 2 an» Sobald die Sonotrode 2 mit Ultraschaliwellen erregt wird, weicht der thermoplastische Kunststoff auf und wird aufgrund der etwas konvex gewölbten Arbeitsfläche des Ambosses 1 zu den Rändern hin derart verdrängt »daß sich hier V-Uälite 14? 15 bilden·. !Diese V-lTähte I4, 15 sind sowohl für die mechanische Festigkeit als auch für die Dichtigkeit des Verschlusses von erheblicher Bedeutung»
Kachdem sich auf diese Weise die Schweißnaht gebildet hat, kann die Ultraschallerregung abgeschaltet werden« Die Stegnahtbereiche 10, 11 werden aber für eine kurze Zeit durch die Faltwerkzeuge 5» 8 zusammengehalten, bis die Schweißnaht genügend abgekühlt ist, um aus eigener Kraft die Bereiche zusammenhalten zu könneno
Da bei der Erfindung die möglichen Rückstellkräfte der Stegnahtbereiche 10, 11 von den Faltwerkzeugen 5, 8 aufgefangen werden, bleiben die Stegnahtbereiche 10, 11 im Schweißnahtbereich während des Schweißvorganges aufeinander liegen«
Zu einer für die mechanische Festigkeit und die Dichtigkeit nachteiligen Kraterbildung während des Schweißvorganges kommt
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es nicht mehr*
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt auch in vorrichtungs~ technischer Einsicht insofern Vorteiles als keine zusätsli« chen Werkseuge für das Zusammenhalten der Stegnahtbereiche erforderlich sind, sondern dafür die in jedem !Fall vorhandonens wenn auch umgestalteten und gemeinsam mit aen Schvjeiß«- v/erkzeugen betätigten !Faltv/erkzeuge verwendet v/erden können^

Claims (1)

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Erfindung san spruch
1» Verfahren sum Herstellen eines StegnahtverschlusseSj insbesondere an einer einen Giebel aufweisenden Paltschachtel aus mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Kartonmaterial durch Ultraschallschweißen, gekennzeichnet dadurch, daß nach dem Palten der Stegnaht deren zu verschweißende Bereiche auf der dem Schachtelinnern zugekehrten Seite der herzustellenden Schweißnaht (14; 15)Ϋοη außen zusammengedrückt werden und dieser Druck während des Schweiß« und AbkühlVorganges aufrechterhalten wird«
2» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Stegnahtverschluß längs einem parallel zu der Schweißnaht (14» 15) und mit geringem Abstand zu diesem verlaufenden Bereich (10; 11) mit Druck beaufschlagt wird«
3« Verfahren nach Punkt 1 oder 29 gekennzeichnet dadurch, daß der Stegnahtverschluß in geringem Abstand von der Paltlinie (12; 13) zusammengedrückt wirde
4e Verfahren nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Druck in der Schweißnaht beim Schweißvorgang vom Zentrum der Schweißnaht zu dem dem Schachtelinnern zugekehrten Rand stetig abnimmt,und der vom Zentrum zum Rand hin verdrängte thermoplastische Kunststoff eine V-Uaht bildet»
5ο Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Punkte 1 bis 4 mit Schweißwerkzeugen, bestehend aus einem Amboß und einer damit zusammenwirkenden und mit Ultraschallwellen in Vibration versetzbaren Sonotrode, gekennzeichnet dadurch, daß schachtelseitig sowohl neben dem
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Amboß (1) als auch neben der Sonotrode (2)"und mit geringem Abstand Ton Amboß (1) und Sonotrode (2) mit diesen zusammenwirkende Preßwerkzeuge (5; 8) vorgesehen sind«
6«, Vorrichtung nach Punkt 5S gekennzeichnet dadurch, daß der Amboß (1) eine in Richtung der Stegnaht (10; 11) verlaufende und an der Arbeitsfläche gewölbte Rippe aufweist, die eine Anschlagfläche für die Sonotrode (2) bildet«
Hierzu 1 Seite Zeichnungen
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