DE102011075986A1 - Verfahren zur energieeffizienten Siegelung von Schlauchbeuteln - Google Patents

Verfahren zur energieeffizienten Siegelung von Schlauchbeuteln Download PDF

Info

Publication number
DE102011075986A1
DE102011075986A1 DE102011075986A DE102011075986A DE102011075986A1 DE 102011075986 A1 DE102011075986 A1 DE 102011075986A1 DE 102011075986 A DE102011075986 A DE 102011075986A DE 102011075986 A DE102011075986 A DE 102011075986A DE 102011075986 A1 DE102011075986 A1 DE 102011075986A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sealing
sealing force
maximum
force
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011075986A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr. Lachenmaier Sepp
Harald Braun
Erhard Lutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rovema GmbH
Original Assignee
Rovema GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rovema GmbH filed Critical Rovema GmbH
Priority to DE102011075986A priority Critical patent/DE102011075986A1/de
Publication of DE102011075986A1 publication Critical patent/DE102011075986A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/10—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs
    • B65B9/20—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs the webs being formed into tubes in situ around the filling nozzles
    • B65B9/213—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs the webs being formed into tubes in situ around the filling nozzles the web having intermittent motion
    • 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
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • 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
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/74—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by welding and severing, or by joining and severing, the severing being performed in the area to be joined, next to the area to be joined, in the joint area or next to the joint area
    • B29C65/745—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by welding and severing, or by joining and severing, the severing being performed in the area to be joined, next to the area to be joined, in the joint area or next to the joint area using a single unit having both a severing tool and a welding tool
    • 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
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7858—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus characterised by the feeding movement of the parts to be joined
    • B29C65/7888—Means for handling of moving sheets or webs
    • B29C65/7891—Means for handling of moving sheets or webs of discontinuously moving sheets or webs
    • 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
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7858—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus characterised by the feeding movement of the parts to be joined
    • B29C65/7888—Means for handling of moving sheets or webs
    • B29C65/7894—Means for handling of moving sheets or webs of continuously moving sheets or webs
    • 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
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • 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
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/431—Joining the articles to themselves
    • B29C66/4312—Joining the articles to themselves for making flat seams in tubular or hollow articles, e.g. transversal seams
    • 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
    • B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
    • B29C66/824—Actuating mechanisms
    • B29C66/8244—Actuating mechanisms magnetically driven
    • 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
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B29C66/83221—Joining or pressing tools reciprocating along one axis cooperating reciprocating tools, each tool reciprocating along one axis
    • 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
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/834—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools moving with the parts to be joined
    • B29C66/8351—Jaws mounted on rollers, cylinders, drums, bands, belts or chains; Flying jaws
    • B29C66/83541—Jaws mounted on rollers, cylinders, drums, bands, belts or chains; Flying jaws flying jaws, e.g. jaws mounted on crank mechanisms or following a hand over hand movement
    • B29C66/83543—Jaws mounted on rollers, cylinders, drums, bands, belts or chains; Flying jaws flying jaws, e.g. jaws mounted on crank mechanisms or following a hand over hand movement cooperating flying jaws
    • 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
    • B29C66/8491—Packaging machines welding through a filled container, e.g. tube or bag
    • 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
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/924—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
    • B29C66/9241—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
    • B29C66/92441—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
    • B29C66/92443—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
    • 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
    • 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
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/929—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools characterized by specific pressure, force, mechanical power or displacement values or ranges
    • B29C66/9292—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools characterized by specific pressure, force, mechanical power or displacement values or ranges in explicit relation to another variable, e.g. pressure diagrams
    • B29C66/92921—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools characterized by specific pressure, force, mechanical power or displacement values or ranges in explicit relation to another variable, e.g. pressure diagrams in specific relation to time, e.g. pressure-time diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B51/26—Devices specially adapted for producing transverse or longitudinal seams in webs or tubes
    • B65B51/30—Devices, e.g. jaws, for applying pressure and heat, e.g. for subdividing filled tubes
    • B65B51/303—Devices, e.g. jaws, for applying pressure and heat, e.g. for subdividing filled tubes reciprocating along only one axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B51/26—Devices specially adapted for producing transverse or longitudinal seams in webs or tubes
    • B65B51/30—Devices, e.g. jaws, for applying pressure and heat, e.g. for subdividing filled tubes
    • B65B51/306—Counter-rotating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/10—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs
    • B65B9/20—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs the webs being formed into tubes in situ around the filling nozzles
    • B65B9/207—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs the webs being formed into tubes in situ around the filling nozzles the web advancing continuously
    • 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
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/36—Bending and joining, e.g. for making hollow articles
    • B29C53/38—Bending and joining, e.g. for making hollow articles by bending sheets or strips at right angles to the longitudinal axis of the article being formed and joining the edges
    • B29C53/48—Bending and joining, e.g. for making hollow articles by bending sheets or strips at right angles to the longitudinal axis of the article being formed and joining the edges for articles of indefinite length, i.e. bending a strip progressively
    • 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
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/024—Thermal pre-treatments
    • B29C66/0242—Heating, or preheating, e.g. drying
    • 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
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/432—Joining a relatively small portion of the surface of said articles for making tubular articles or closed loops, e.g. by joining several sheets ; for making hollow articles or hollow preforms
    • B29C66/4322—Joining a relatively small portion of the surface of said articles for making tubular articles or closed loops, e.g. by joining several sheets ; for making hollow articles or hollow preforms by joining a single sheet to itself
    • 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
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/834—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools moving with the parts to be joined
    • B29C66/8341—Roller, cylinder or drum types; Band or belt types; Ball types
    • B29C66/83421—Roller, cylinder or drum types; Band or belt types; Ball types band or belt types
    • 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
    • B29C66/944—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time by controlling or regulating the time
    • 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
    • B29L2031/7128—Bags, sacks, sachets

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Schweißkraft bzw. eines Schweißdruckes für eine Schweißbacke (1, 6), insbesondere eine Schweißbacke (1, 6) einer Quersiegelstation (2) einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine (3), wobei die Schweißbacke (1, 6) entlang einer geschlossenen Bahn (4) umlaufend oder entlang einer linienförmigen Bahn (29) hin- und herbewegt wird, um gegen einen Widerstand, insbesondere eine zweite, gegenläufige Schweißbacke (1, 6) zu stoßen, wobei ein Folienschlauch (7) zwischen dem Widerstand und zumindest einer Siegelfläche (30) der Schweißbacke (1, 6) zusammengedrückt wird, um den Folienschlauch (7) mittels über die Siegelfläche (30) in den Folienschlauch (7) eingebrachter Wärme bei einem ausgeübten Druck in einer Siegelebene (S) unter einer Siegelkraft (FS) innerhalb einer Siegelzeit (tS) zu verschweißen, und wobei zumindest ein Antrieb (8, 9) dazu vorgesehen ist, die Schweißbacke (1, 6) in einer Normalrichtung zu einer Oberfläche des Widerstandes hin zu bewegen, um derart den Schweißvorgang ortsfest oder entlang eines effektiven Siegelweges (Zseff) innerhalb der Siegelzeit (tS) durchzuführen, und wobei die Siegelkraft (FS) oder ein mit der Siegelkraft (FS) korrelierender Siegelparameter, insbesondere der Siegeldruck oder die Antriebsleistung des Antriebs (8, 9), von einer Steuereinrichtung (27) während der Siegelzeit (tS) derart vorgegeben wird, dass die Siegelkraft (FS) innerhalb der Siegelzeit (tS) entlang einer Siegelkraftkurve (32) verläuft, wobei die Siegelkraftkurve (32) ein erstes relatives Siegelkraftmaximum (33) mit einer Siegelkraft (FS1) und zumindest ein zweites relatives Siegelkraftmaximum (34) mit einer Siegelkraft (FS2) aufweist, wobei die Siegelkraft (FS2) beim zweiten Siegelkraftmaximum (34) höher ist als die Siegelkraft (FS1) beim ersten Siegelkraftmaximum (33).

Description

  • Die vorgeschlagene Neuerung betrifft den Verpackungsmaschinenbau und dort ein Verfahren zum Erzeugen einer Schweißkraft bzw. eines Schweißdruckes für eine Schweißbacke, insbesondere einer Schweißbacke einer Quersiegelstation einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine.
  • Aus der DE 44 25 207 A ist es bekannt, eine Schweißbacke einer Quersiegelstation einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine entlang einer geschlossenen Bahn zu bewegen. Dabei weist die Bahn einen geraden Abschnitt auf, welcher zum Anliegen an einem zwischen der Schweißbacke und einer zweiten, gegenläufigen Schweißbacke zusammengedrückten Folienschlauches vorgesehen ist. Dabei werden der Folienschlauch und die Schweißbacken in Richtung des geraden Abschnittes mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit weiterbewegt, um den Folienschlauch mittels über die Siegelflächen der Schweißbacken in den Folienschlauch eingebrachter Wärme bei einem ausgeübten Druck in einer Siegelebene unter einer Siegelkraft innerhalb einer Siegelzeit zu verschweißen. Dabei ist ein Antrieb dazu vorgesehen, die Schweißbacke in einer Normalrichtung zu einer Oberfläche des Widerstandes hin zu bewegen, um derart den Schweißvorgang ortsfest oder entlang eines effektiven Siegelweges innerhalb der Siegelzeit durchzuführen, und die Siegelkraft kann vorgewählt werden.
  • Bei einer anderen vertikalen Schlauchbeutelmaschine ist lediglich ein Antrieb dazu vorgesehen, zwei nur in horizontaler Richtung aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Schweißbacken entlang jeweils einer linienförmigen Bahn zu bewegen, um einen Folienschlauch jeweils bei einem Folienstillstand quer zu seiner Transportrichtung zu verschweißen.
  • Die DE 10 2004 049 376 A1 beschreibt ein Siegelverfahren, bei dem die Siegelkraft von einer Steuereinrichtung des Antriebs während der Siegelzeit vorgegeben wird und somit in beliebiger Weise während der gesamten Siegelzeit zeitabhängig vorwählbar ist.
  • Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, dass die Siegelkraftkurve bzw. der sich aus dem Betrag der Siegelfläche und der Siegelkraft ergebende Siegeldruckkurve stets nur ein relatives Maximum aufweist.
  • Bei dem in der DE 10 2004 049 376 A1 beschriebenen Verfahren durchläuft die Siegelkraftkurve einen parabelförmigen Verlauf. Alle bekannten Verfahren sind gemeinsam dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenverlauf der Siegelkraftkurve bis zu einer Maximalkraft ansteigt, bei dieser Maximalkraft eventuell für eine bestimmte Zeit konstant gehalten wird und anschließend entlang der Siegelkraftkurve bis auf den Nullwert beim Öffnen der Backen zurückgeht. Charakteristisch ist dabei, dass die Siegelkraft bis zum Erreichen der Maximalsiegelkraft permanent ansteigt, wobei dieser Anstieg der Siegelkraft bis zum Erreichen der Maximalkraft einen linearen, kreisabschnittsförmigen oder parabelförmigen Siegelkraftverlauf aufweisen kann. Üblicherweise wird bei dem bekannten Siegelverfahren angestrebt, dass die Maximalkraft möglichst bald erreicht wird, was bedeutet, dass die Siegelkraft nach Schließen der Siegelbacken mit einer möglichst großen Steigung erhöht werden soll.
  • Untersuchungen haben nun gezeigt, dass diese Art des Siegelns ineffizient ist und unnötigen Aufwand hinsichtlich des Energiebedarfs bzw. der Maschinenausstattung bedeutet. Denn Analysen der während der Siegelung ablaufenden Prozesse haben gezeigt, dass für die Erwärmung des Folienschlauches an sich nur ein relativ geringer Siegeldruck erforderlich ist. Erst wenn der Folienschlauch eine Temperatur erreicht hat, so dass er zumindest teilweise plastifiziert ist, muss die Siegelkraft auf das bisher bekannte Niveau erhöht werden, um für eine sichere Versiegelung zu sorgen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass einem bisher bekannten Siegelverfahren während des Erwärmens des Folienschlauches bei geschlossenen Schweißbacken eine unnötig hohe Kraft aufgebracht wurde, so dass in diesem Teil des Siegelprozesses unnötige Antriebsenergie aufgewendet werden musste. Außerdem musste der Antrieb zur Aufbringung der Siegelkraft auf die entsprechende hohe Dauerbelastung ausgelegt werden.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues Siegelverfahren zur Erzeugung einer Schweißkraft bzw. eines Schweißdruckes für eine Schweißbacke, insbesondere eine Schweißbacke einer Quersiegelstation in einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine, vorzuschlagen, das mit hoher Energieeffizienz und bei verringertem Anlagenaufwand durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Siegelverfahren beruht auf dem Grundgedanken, dass die auf den Folienschlauch wirkende Siegelkraftkurve ein erstes relatives Siegelkraftmaximum und ein zweites relatives Siegelkraftmaximum aufweist, wobei die Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums höher ist als die Siegelkraft beim ersten Siegelkraftmaximum. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass beim Siegeln des Folienschlauchs und des damit verbundenen Durchlaufen der Siegelkraftkurve die Siegelkraft zunächst bis zum ersten Siegelkraftmaximum ansteigt. Nach Erreichen des ersten Siegelkraftmaximums kann die Siegelkraft entweder konstant gehalten werden oder auch um ein gewisses Maß abfallen. Erst im weiteren Verlauf steigt die Siegelkraft dann bis zum zweiten Siegelkraftmaximum an, wobei die Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums höher ist als die Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums. Dabei ist es selbstverständlich auch denkbar, dass noch weitere Siegelkraftmaxima durchlaufen werden. Ganz grundsätzlich ist im Hinblick auf die Erfindung darauf hinzuweisen, dass die Größen Siegelkraft, Siegeldruck und Motorantriebsleistung der Siegelbacken als korrelierende Parameter anzusehen sind.
  • Durch das Vorschalten des ersten Siegelkraftmaximums vor das zweite Siegelkraftmaximum wird erreicht, dass die Siegelkraft zu Beginn des Siegelprozesses lediglich auf ein relativ geringes Niveau ansteigt, wobei dieses Siegelkraftniveau ausreicht, um die Wärme aus den Schweißbacken in das Material des Folienschlauchs einzukoppeln. Erst wenn der Folienschlauch auf ein ausreichendes Maß erwärmt ist, steigt die Siegelkraft dann bis zum zweiten Siegelkraftmaximum an und wird mit der gewünschten Schweißnahtqualität verschweißt. Durch die Reduktion der Siegelkraft im ersten Teil des Siegelprozesses bis zum Anfang des zweiten Siegelkraftmaximums kann ein erheblicher Anteil der Antriebsenergie zur Aufbringung der Siegelkraft eingespart werden. Außerdem kann der Antrieb zum Antrieb der Siegelbacken, der zur Aufbringung der Siegelkraft notwendig ist, entsprechend schwächer dimensioniert werden, woraus sich eine leichtere Bauweise und eine höhere Antriebsdynamik ergibt. Im Ergebnis sind somit auch höhere Zyklusfrequenzen beim Siegeln der Folienschläuche möglich. In welchem Verhältnis die Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums zur Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums steht, ist grundsätzlich beliebig, solange die Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums jedenfalls höher als die Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums ist. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums im Bereich von 30 bis 70% der Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums liegt. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums ungefähr die Hälfte der Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums beträgt und somit im Bereich von 45% bis 55% liegt.
  • Die Untersuchungen hinsichtlich der Qualität der Siegelnähte hat weiter ergeben, dass die Siegelqualität der Schweißnaht im Wesentlichen von der Einhaltung der Siegelkraft während des zweiten Siegelkraftmaximums abhängt, wohingegen die Einwirkzeit der Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums nur einen sehr geringen Einfluss hat. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass auch bei nur sehr kurzzeitiger Aufbringung der Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums eine sehr gute Siegelqualität erreichbar ist. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante ist deshalb vorgesehen, dass die Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums von einer kurzzeitigen Kraftspitze gebildet wird. Diese kurzzeitige Kraftspitze und der damit kurzzeitige Druckimpuls reichen aus, um eine Siegelnaht mit ausreichender Siegelqualität zu erzeugen.
  • Ist gemäß der vorgeschlagenen Verfahrensvariante vorgesehen, dass die Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums von einer kurzzeitigen Kraftspitze gebildet wird, so ist es weiterhin vorteilhaft, wenn diese kurzzeitige Kraftspitze durch kurzeitigen Überlastbetrieb des Antriebs der Schweißbacken erzeugt wird. Die Leistung des Antriebs im Überlastbetrieb sollte dabei oberhalb der Maximalleistung des Antriebs im Dauerlastbetrieb liegen. Im Ergebnis ist es dadurch ermöglicht den Antrieb der Schweißbacken auf ein geringeres Belastungsniveau auszulegen, da die kurzzeitige Kraftspitze zum Versiegeln der Siegelnaht durch einen kurzzeitigen Überlastbetrieb erzielt werden kann. Konventionelle Antriebsmotoren und die zugehörige Leistungselektronik sind in der Regel hinsichtlich einer kurzzeitigen Überlast tolerant, so dass die Antriebseinheit entsprechend mit einem geringeren Belastungsniveau ausgelegt werden kann und dadurch auch leichter und kostengünstiger wird.
  • Um die Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums in möglichst kurzer Zeit erreichen zu können, nachdem die Folie des Folienschlauchs ausreichend erwärmt ist, sollte die Steigung der Flanke an der Siegelkraftkurve unmittelbar vor Erreichen des zweiten Siegelkraftmaximums der maximalen Leistung des Antriebs im Überlastbetrieb entsprechen.
  • In welcher Weise die Siegelkraftkurve zwischen dem ersten Siegelkraftmaximum und dem zweiten Siegelkraftmaximum verläuft, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante wird die Siegelkraft nach Erreichen des ersten Siegelkraftmaximums für eine Haltezeit im Wesentlich konstant gehalten, wobei diese konstante Kraft der Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums entspricht.
  • Die Haltezeit während der die Siegelkraft auf dem Niveau des ersten Siegelkraftmaximums konstant gehalten wird, sollte bevorzugt erst dann enden, wenn das Material des Folienschlauchs zumindest teilweise aufgeschmolzen ist. Zu diesem Zeitpunkt kann dann der Siegelkraftprozess durch Steigerung der Siegelkraft bis hin zum zweiten Siegelkraftmaximum fortgesetzt und dadurch eine Siegelnaht mit hoher Schweißqualität erzeugt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums und die darüberliegende Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums charakterisiert. Um diese beiden Parameter variabel auf verschiedene Randbedingungen, insbesondere auf verschiedene Folienmaterialien anpassen zu können, sollte die Siegelkraft des ersten Siegelkraftmaximums und/oder die Siegelkraft des zweiten Siegelkraftmaximums in der Antriebssteuerung variabel einstellbar sein. Dadurch kann der Siegelkraftkurvenverlauf variabel auf die verschiedenen Randbedingungen, insbesondere auf die unterschiedlichen Folienmaterialien angepasst werden.
  • Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verfahrenszeit bis zum Erreichen des Siegelkraftmaximums und/oder die Verfahrenszeit bis zum Erreichen des zweiten Siegelkraftmaximums und/oder die Haltezeit in der Antriebssteuerung variabel einstellbar sind, um den Siegelkraftverlauf optimal an die Verfahrensrandbedingungen anpassen zu können.
  • Der Verlauf der Siegelkraftkurve nach Durchlaufen des zweiten Siegelkraftmaximums ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise ist es denkbar, dass danach weitere Siegelkraftmaxima durchlaufen werden. Nach einer ersten bevorzugten Verfahrensvariante ist es vorgesehen, dass die Siegelkraft nach Durchlaufen des zweiten Siegelkraftmaximums durch Öffnen der Schweißbacken auf Null gebracht wird, das bedeutet mit anderen Worten, dass die Siegelkraft nach Durchlaufen des zweiten Siegelkraftmaximums in kurzer Zeit auf Null abfällt.
  • Alternativ zu dieser ersten Verfahrensvariante ist es auch denkbar, dass die Siegelkraft nach Durchlaufen des zweiten Siegelkraftmaximums auf einen Zwischenwert abgesenkt und dann konstant gehalten wird. Am Ende dieser Konstantkraftphase, bei der die Siegelkraft auf dem Zwischenwert gehalten wird, wird die Siegelkraft dann wieder durch Öffnen der Schweißbacken auf Null gebracht.
  • Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich insbesondere für getaktet arbeitende vertikale Schlauchbeutelmaschinen. Bei einer derartigen Verpackungsmaschine können die beiden Schweißbacken einer Quersiegelstation entlang einer linienförmigen Bahn bewegt werden. Dabei ist es bevorzugt, dass die Schweißbacken entlang der geschlossenen Bahn bewegt werden, die einen geraden Abschnitt aufweist, wobei entlang dieses geraden Abschnittes bei bewegtem Folienschlauch die mit ihm bewegten Schweißbacken den Folienschlauch verschweißen.
  • Im Folgenden werden das vorgeschlagene Verfahren und eine nach dem vorgeschlagenen Verfahren betreibbare vertikale Schlauchbeutelmaschine an Hand von einem Ausführungsbeispiel darstellender Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1: in einer Seitenansicht eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit gegeneinander bewegbaren Schweißbacken einer Quersiegelstation;
  • 2: in einer Seitenansicht zwei senkrecht zueinander wirkende Antriebe zum Bewegen eines Bewegungspunktes A der einen Schweißbacke der 1 entlang einer umlaufenden Bahn;
  • 3: in einer schematischen Darstellung den Umlauf zweier gegeneinander bewegbarer, entlang eines effektiven Siegelweges den Folienschlauch der 1 verschweißenden Schweißbacken, welche in einem Aufprallpunkt P gegeneinander stoßen;
  • 4: in einer schematischen Darstellung den Schweißbackenumlauf entsprechend 3, jedoch mit einem um eine Vorwärmstrecke und eine Kühlstrecke reduzierten effektiven Siegelweg, und einem anderen Aufprallpunkt P;
  • 5: in einem Diagramm den bekannten, mit herkömmlicher Technik erzielten funktionellen Zusammenhang zwischen der Zeit und dem Siegeldruck für Schweißbacken einer Quersiegelstation einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine;
  • 6: in einem Diagramm ein erfindungsgemäßes Siegelkraftprofil.
  • Bei einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine 3 wird eine Folienbahn 14 mittels eines Abzuges 15 von einer Vorratsrolle 16 abgezogen, über eine Formschulter 17 gezogen und dabei zu einem Folienschlauch 7 geformt (1). Der Folienschlauch 7 wird mittels einer Längssiegeleinrichtung 18 in Transportrichtung 19 verschweißt und durch ein Füllrohr 20 befüllt. Zwei gegeneinander bewegbare, umlaufende Schweißbacken 1, 6 dienen dazu den Folienschlauch 7 quer zur Transportrichtung 19 mittels Quernähten 10 zu verschweißen. Eine Trenneinrichtung 11 in einer Schweißbacke 1 dient dazu, jeweils einen Schlauchbeutel 12 mit einer bestimmten Beutellänge vom Folienschlauch 7 abzutrennen. Die Schweißbacken 1, 6 werden derart betrieben, dass sie gegenläufig umlaufen, um längs eines effektiven Siegelweges Zseff die Verschweißung des mit gleicher Geschwindigkeit wie die Schweißbacken 1, 6 nach unten bewegten Folienschlauch 7 auszuführen (3). Beide Schweißbacken 1, 6 werden dazu entlang einer jeweils geschlossenen Bahn 4 bewegt. Jede Bahn 4 weist einen geraden Abschnitt 5 auf, welcher zum Anliegen an dem zwischen den Schweißbacken 1, 6 zusammengedrückten Folienschlauch 7 vorgesehen ist. Dabei werden der Folienschlauch 7 und die Schweißbacken 1, 6 in Richtung des geraden Abschnittes 5 mit konstanter Geschwindigkeit weiterbewegt, um den Folienschlauch 7 durch die Wärmeinwirkung der Schweißbacken 1, 6 innerhalb einer Siegelzeit tS zu verschweißen.
  • Es könnte aber auch ein Siegelweg ZS vorgegeben werden, welcher sich aus einer Vorwärmstrecke ZV für ein Vorwärmen des Gegenstandes mit vom Gegenstand beabstandeter Schweißbacke 1, dem eigentlichen, effektiven Siegelweg Zseff und einer Kühlstrecke Zk zum Abkühlen des Gegenstandes bei vom Gegenstand beabstandeter Schweißbacke 1, währenddessen Kühlluft von einem an der Schweißbacke 1 vorgesehenen Kühlluftauslass 13 auf den Gegenstand geblasen wird, zusammensetzt (4). Damit diese Umstellung der Siegelwege ZS mit allen Orts- und Zeitparametern in einfacher Weise möglich ist, wurde für die Vorwärmstrecke ZV, den effektiven Siegelweg Zseff und die Kühlstrecke Zk jeweils ein bezüglich seiner Länge und seinen Ortskoordinaten frei wählbarer, parallel zum geraden Abschnitt 5 verlaufender Abschnitt 4a, 5, 4b vorgesehen, auf dem sich der Bewegungspunkt A entlang bewegt. Dazu werden die Antriebe 8, 9 (2) derart betrieben, dass entlang einer Bahnkrümmung beide Antriebe 8, 9 gleichzeitig betrieben werden und entlang eines geraden Abschnittes 4a, 5, 4b nur der Antrieb 9 genutzt wird, damit einem Bewegungspunkt A der Schweißbacke 1, 6 in jedem die Bahn 4 beschreibenden Punkt frei ausgewählt, eine vorgegebene Geschwindigkeit V und eine vorgegebene Beschleunigung a in Richtung einer frei gewählten Bewegungsrichtung des Bewegungspunktes A zugeordnet wird. D. h. die geraden Abschnitte 4a, 5, 4b, sowie ihre genauen Längen und Ortskoordinaten können frei programmiert werden. An genau vorgegebenen Orten können also genau vorgegebene Geschwindigkeiten und, aus Gründen eines ruhigen Backenumlaufes, auch genau vorgegebene Beschleunigungen für die Schweißbacken 1, 6 vorgegeben werden. Auch die Rücksetzzeit zum erneuten Ansetzen der Schweißbacken 1, 6 an den Folienschlauch 7 und die Zykluszeit (Zeit für einen Backenumlauf) können frei ausgewählt werden. Eine entsprechende Software bringt die vorgewählten Parameter in die gewünschte Abhängigkeit und informiert über nicht zusammenpassende Eingaben.
  • Damit der Bewegungspunkt A, welcher mit einer Genauigkeit von 0,01 bis 0,1 mm hinsichtlich seiner Ortskoordinaten in den Richtungen 23, 24 vorgewählt werden kann (2), auch derart ortsgenau bewegt werden kann, sind zum Bewegen der Schweißbacken 1, 6 jeweils zwei als elektromagnetischer Linearantrieb ausgestaltete, senkrecht zueinander wirkende Antriebe 8, 9 vorgesehen. Diese Antriebe 8, 9 sind mit einer Steuereinrichtung 27 (über eine Leitung 31) verbunden. Zur Vermeidung irgendeiner Ortsungenauigkeit sind zum einen beide Antriebe 8, 9 getriebelos miteinander und mit einer Schweißbacke 1, 6 verbunden. Zum anderen sind ortsverändernde Elastizitäten dadurch vermieden, dass jede Schweißbacke 1, 6 über eine starre Verbindung 26 mit dem beweglichen Teil 22 des horizontal wirkenden Antriebs 8 verbunden ist, und dass das antreibende Teil 21 dieses Antriebs 8 mit dem in vertikaler Richtung beweglichen Teil 22 des anderen Antriebs 9 starr verbunden ist. Die frei wählbaren Ortskoordinaten erlauben in jedem Punkt der Bahn 4 eine ideale Backenbewegung, auch bei relativ kompliziertem Bahnverlauf.
  • Ein Aufeinanderprallen der Siegelflächen 30 der Schweißbacken 1, 6 geschieht jeweils in einem Aufprallpunkt P (3, 4), ab dem ein effektiver Siegelweg Zseff beginnt. Dieser Aufprallpunkt P liegt in einer Siegelebene S. Um ein sanftes Aufeinanderstoßen der Siegelflächen 30 und damit den Aufbau einer Siegelkraft (FS) zu erreichen, wird die Normalkomponente VN eines jeweils in einer Siegelflächenebene mittig oder außermittig liegenden Bewegungspunktes A durch entsprechendes Ansteuern der beiden Antriebe 8, welche jeweils eine Schweißbacke 1, 6 in Normalrichtung bewegen, von der Steuereinrichtung 27, die über jeweils eine Leitung 31 (2) mit jeweils einem antreibenden Teil 21 eines Antriebs 8 verbunden ist, gesteuert.
  • Die Siegelkraft FS wird von einer Steuereinrichtung 27 einer Kraftsteuerung des Antriebs 8 während der Siegelzeit tS vorgegeben. Dabei wird im Falle eines getakteten Folientransportes jede Schweißbacke 1, 6 entlang einer linienförmigen Bahn bewegt, und bei Folienstillstand und am Folienschlauch 7 anliegenden Schweißbacken 1, 6 während der Siegelzeit tS eine zeitabhängige Siegelkraft FS von der Steuereinrichtung 27 vorgegeben. Alternativ dazu wird bei kontinuierlichem Folientransport jede Schweißbacke 1, 6 entlang einer geschlossenen Bahn 4 bewegt, welche einen geraden Abschnitt 5 aufweist, entlang dessen bei bewegtem Folienschlauch 7 die mit ihm mitbewegte Schweißbacke 1, 6 den Folienschlauch 7 verschweißt, wobei die Siegelkraft FS während der Siegeldauer zeitabhängig von der Steuereinrichtung 27 vorgegeben wird. Innerhalb der Siegeldauer wird dabei ein Siegelkraftprofil erreicht, da der die Normalkomponente und die Siegelkraft FS erzeugende Antrieb 8 mit der Steuereinrichtung 27 verbunden ist, welche einen zeitlichen Verlauf für die Leistungsaufnahme des Antriebs 8 und damit die Siegelkraft 27 vorgibt. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Leistungsaufnahme an sich oder eine mit ihr korrelierte Größe gesteuert und sodann zeitabhängig bis zum Erreichen der Siegelzeit tS geregelt wird.
  • Beim bekannten Stand der Technik (5) hat die Siegelkraftkurve einen nahezu rechteckförmigen Verlauf. Die Siegelkraft steigt steil bis zu ihrem Maximalwert an und wird dort für bestimmte Siegelzeit konstant gehalten. Am Ende der Siegelzeit werden die Backen dann wieder geöffnet und die Siegelkraft fällt auf den Wert Null. Durch diesen aus dem Stand der Technik bekannten Siegelkraftverlauf wird ein hohes Maß an Energie verschwendet, da die hohe Siegelkraft zu Beginn des Siegelprozesses für die Erzielung einer guten Siegelqualität nicht erforderlich ist. Denn für das Einkopplen der notwendigen Wärme in das Material des Folienschlauches reicht eine weit geringere Presskraft aus.
  • 6 zeigt den Verlauf der Siegelkraftkurve bei einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Demgemäß steigt erfindungsgemäß die Siegelkraftkurve zunächst bis zur Siegelkraft FS1 bei einem ersten relativen Siegelkraftmaximum 33. Sobald dieses erste Siegelkraftmaximum 33 angefahren ist, wird die Siegelkraft für eine Haltezeit tH konstant gehalten. Am Ende der Haltezeit tH wird die Siegelkraft 32 dann bis zur Siegelkraft FS2 des zweiten Siegelkraftmaximums 34 gesteigert. Die Dauer der Haltezeit tH ist dabei so abgestimmt, dass die zu verschweißende Folie bei Erreichen des Endes der Haltezeit tH zumindest teilweise aufgeschmolzen ist. Das Siegelkraftmaximum 34 bildet eine kurzzeitige Kraftspitze, die sich in einem kurzzeitigen Maximaldruckimpuls auf die Folie überträgt. Zur Erzeugung dieser kurzzeitigen Kraftspitze des Siegelkraftverlaufes beim zweiten Siegelkraftmaximum wird der Antrieb 8 bzw. der Antrieb 9 der beiden Schweißbacken kurzzeitig im Überlastbetrieb betrieben, so dass die Antriebe 8 und 9 in ihrem Normalbetrieb entsprechend schwächer dimensioniert werden können. Nach Durchlaufen des zweiten Siegelkraftmaximums 34 werden die Schweißbacken 1 und 6 auseinander gefahren und die Siegelkraft 32 fällt dadurch auf den Wert Null. Um das Siegelkraftmaximum 34 nach Ende der Haltezeit tH möglichst schnell auf das zweite Siegelkraftmaximum 34 zu steigern, entspricht die Steigung der Flanke 35 an der Siegelkraftkurve 32 unmittelbar vor Erreichen des zweiten Siegelkraftmaximums der maximalen Leistung des Antriebs 8 bzw. 9 im Überlastbetrieb.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4425207 A [0002]
    • DE 102004049376 A1 [0004, 0006]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Erzeugen einer Schweißkraft bzw. eines Schweißdruckes für eine Schweißbacke (1, 6), insbesondere eine Schweißbacke (1, 6) einer Quersiegelstation (2) einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine (3), wobei die Schweißbacke (1, 6) entlang einer geschlossenen Bahn (4) umlaufend oder entlang einer linienförmigen Bahn (29) hin- und herbewegt wird, um gegen einen Widerstand, insbesondere eine zweite, gegenläufige Schweißbacke (1, 6) zu stoßen, wobei ein Folienschlauch (7) zwischen dem Widerstand und zumindest einer Siegelfläche (30) der Schweißbacke (1, 6) zusammengedrückt wird, um den Folienschlauch (7) mittels über die Siegelfläche (30) in den Folienschlauch (7) eingebrachter Wärme bei einem ausgeübten Druck in einer Siegelebene (S) unter einer Siegelkraft (FS) innerhalb einer Siegelzeit (tS) zu verschweißen, und wobei zumindest ein Antrieb (8, 9) dazu vorgesehen ist, die Schweißbacke (1, 6) in einer Normalrichtung zu einer Oberfläche des Widerstandes hin zu bewegen, um derart den Schweißvorgang ortsfest oder entlang eines effektiven Siegelweges (Zseff) innerhalb der Siegelzeit (tS) durchzuführen, und wobei die Siegelkraft (FS) oder ein mit der Siegelkraft (FS) korrelierender Siegelparameter, insbesondere der Siegeldruck oder die Antriebsleistung des Antriebs (8, 9), von einer Steuereinrichtung (27) während der Siegelzeit (tS) derart vorgegeben wird, dass die Siegelkraft (FS) innerhalb der Siegelzeit (tS) entlang einer Siegelkraftkurve (32) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelkraftkurve (32) ein erstes relatives Siegelkraftmaximum (33) mit einer Siegelkraft (FS1) und zumindest ein zweites relatives Siegelkraftmaximum (34) mit einer Siegelkraft (FS2) aufweist, wobei die Siegelkraft (FS2) beim zweiten Siegelkraftmaximum (34) höher ist als die Siegelkraft (FS1) beim ersten Siegelkraftmaximum (33).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelkraft (FS1) des ersten Siegelkraftmaximums (33) im Bereich von 30 bis 70%, insbesondere im Bereich von 45% bis 55% der Siegelkraft (FS2) des zweiten Siegelkraftmaximums (34) liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelkraft (FS2) des zweiten Siegelkraftmaximums (34) von einer kurzzeitigen Kraftspitze gebildet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzzeitige Kraftspitze des zweiten Siegelkraftmaximums (34) durch kurzzeitigen Überlastbetrieb des Antriebs (8, 9) der Schweißbacke (1, 6) erzeugt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Flanke (35) an der Siegelkraftkurve (32) unmittelbar vor Erreichen des zweiten Siegelkraftmaximums (34) der maximalen Leistung des Antriebs (8, 9) im Überlastbetrieb entspricht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Siegelkraft (FS) nach Erreichen des ersten Siegelkraftmaximums (33) für eine Haltezeit (tH) im Wesentlichen konstant bei der Siegelkraft (FS1) des ersten Siegelkraftmaximums (33) gehalten wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit (tH) erst endet, wenn das Material des Folienschlauchs (7) zumindest teilweise aufgeschmolzen ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelkraft (FS1) des ersten Siegelkraftmaximums (33) und/oder die Siegelkraft (FS2) des zweiten Siegelkraftmaximums (34) in der Antriebssteuerung variabel einstellbar ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit (tS1) bis zum Erreichen des ersten Siegelkraftmaximums (33) und/oder die Zeit (tS1) bis zum Erreichen des zweiten Siegelkraftmaximums (34) und/oder die Haltezeit (tH) in der Antriebssteuerung variabel einstellbar ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Siegelkraft (FS) nach Durchlaufen des zweiten Siegelkraftmaximums (34), durch Öffnen der Schweißbacken (1, 6) auf Null gebracht wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Siegelkraft (FS) nach Durchlaufen des zweiten Siegelkraftmaximums (34) auf einen Zwischenwert abgesenkt und dann, insbesondere konstant, gehalten wird und erst danach durch Öffnen der Schweißbacken (1, 6) auf Null gebracht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißbacken (1, 6) entlang einer geschlossenen Bahn (4) bewegt wird, die einen geraden Abschnitt (5) aufweist, entlang dessen bei bewegtem Folienschlauch (7) die mit ihm mitbewegten Schweißbacken (1, 6) den Folienschlauch (7) verschweißen.
DE102011075986A 2010-11-02 2011-05-17 Verfahren zur energieeffizienten Siegelung von Schlauchbeuteln Withdrawn DE102011075986A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011075986A DE102011075986A1 (de) 2010-11-02 2011-05-17 Verfahren zur energieeffizienten Siegelung von Schlauchbeuteln

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010050008.9 2010-11-02
DE102010050008 2010-11-02
DE102011075986A DE102011075986A1 (de) 2010-11-02 2011-05-17 Verfahren zur energieeffizienten Siegelung von Schlauchbeuteln

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011075986A1 true DE102011075986A1 (de) 2012-05-03

Family

ID=44799885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011075986A Withdrawn DE102011075986A1 (de) 2010-11-02 2011-05-17 Verfahren zur energieeffizienten Siegelung von Schlauchbeuteln

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8349107B2 (de)
EP (1) EP2447043B1 (de)
DE (1) DE102011075986A1 (de)
ES (1) ES2563296T3 (de)
PL (1) PL2447043T3 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016207922B4 (de) * 2016-05-09 2020-10-29 Novatec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum fluiddichten Dichtschweißen eines Rohrs
CN109625372A (zh) * 2018-12-17 2019-04-16 昆山迈格金相机械设备有限公司 一种超声波包装袋成型机
EP4335625A1 (de) * 2022-09-06 2024-03-13 Syntegon Packaging Solutions B.V. Verpackungsmaterialsiegelvorrichtung, verpackungsmaschine und verfahren zum betreiben einer verpackungsmaterialsiegelvorrichtung
EP4335624A1 (de) * 2022-09-06 2024-03-13 Syntegon Packaging Solutions B.V. Verpackungsmaterialsiegelvorrichtung, verpackungsmaschine und verfahren zum betreiben einer verpackungsmaterialsiegelvorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4425207A1 (de) 1994-07-16 1996-01-18 Rovema Gmbh Schlauchbeutelmaschine
DE102004049376A1 (de) 2004-10-09 2006-04-13 Rovema Verpackungsmaschinen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Schweißkraft

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1216127A (de) * 1959-02-10 1960-04-22
DK126167B (da) * 1971-11-24 1973-06-18 Elwis Ingf Apparat til sammenføjning af to folier under tryk og varme.
DE2852727A1 (de) 1978-12-06 1980-07-17 Benz & Hilgers Gmbh Vorrichtung zum versiegeln von deckblattfolien oder aehnlichen verschlussteilen auf gefuellte behaelter
IT1139239B (it) * 1981-10-16 1986-09-24 Grace Italiana Spa Apparecchiatura e procedimento per il confezionamento sottovuoto
US4583347A (en) * 1982-10-07 1986-04-22 W. R. Grace & Co., Cryovac Div. Vacuum packaging apparatus and process
DE3907208A1 (de) * 1988-10-18 1990-04-19 Rovema Gmbh Verfahren und vorrichtung zur steuerung der bewegung von querschweissbacken einer schlauchbeutelmaschine
US5279098A (en) * 1990-07-31 1994-01-18 Ishida Scales Mfg. Co., Ltd. Apparatus for and method of transverse sealing for a form-fill-seal packaging machine
IT1273527B (it) 1995-04-07 1997-07-08 Simionato Spa Dispositivo per la sigillatura di sacchetti o confezioni in materiale plastico termosaldabile provvisto con organi di regolazione della pressione di saldatura
JP3983852B2 (ja) * 1997-07-09 2007-09-26 四国化工機株式会社 ウェブのシール方法と装置および包装容器製造方法と包装容器製造装置
DE10243006A1 (de) 2002-09-17 2004-03-25 Robert Bosch Gmbh Schlauchbeutelmaschine
DE102010048401B4 (de) 2010-10-13 2013-01-31 Multivac Sepp Haggenmüller Gmbh & Co. Kg Verfahren und Kammermaschine zum Versiegeln von Verpackungsmaterial

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4425207A1 (de) 1994-07-16 1996-01-18 Rovema Gmbh Schlauchbeutelmaschine
DE102004049376A1 (de) 2004-10-09 2006-04-13 Rovema Verpackungsmaschinen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Schweißkraft

Also Published As

Publication number Publication date
PL2447043T3 (pl) 2016-06-30
EP2447043B1 (de) 2016-01-06
EP2447043A3 (de) 2013-12-04
EP2447043A2 (de) 2012-05-02
US20120167531A1 (en) 2012-07-05
US8349107B2 (en) 2013-01-08
ES2563296T3 (es) 2016-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011006506B4 (de) Ultraschall-Heißsiegelverfahren mit Siegel-Druckregelung
EP1642831B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bewegen einer Schweissbacke
EP1645401A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren einer Schweissbacke
DE102009002296A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten eines Packstoffs mittels Ultraschall
EP3003878B1 (de) Transportvorrichtung für den transport eines sackabschnitts in einer sackfüllanlage
EP2812174B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur konfektionierung von schlauchbeuteln aus dünnen kunststofffolien mittels eines ultraschall-schweissverfahrens
EP1642700B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bewegen einer Schweissbacke
EP2447043B1 (de) Verfahren zur energieeffizienten Siegelung von einem Folienschlauch
DE102011075424B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Quernahtsiegeleinrichtung in einer Schlauchbeutelmaschine und Quernahtsiegeleinrichtung in einer Schlauchbeutelmaschine
EP2024235A1 (de) Vertikale schlauchbeutelmaschine mit zwei linearmotoren
EP2024167A2 (de) Vorrichtung zum verschweissen einer folienbahn
DE102004049376B4 (de) Verfahren zum Erzeugen einer Schweißkraft
DE102016004180A1 (de) Vorrichtung zum Ultraschallschweißen
WO2012107522A1 (de) Verfahren zur herstellung einer quersiegelnaht sowie quersiegelvorrichtung
EP1640140A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bewegen einer Schweissbacke
DE102007003930B4 (de) Schlauchbeutelmaschine
EP3177442B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von säcken oder beuteln sowie säcke oder beutel
EP1772381A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen von Kunststoffbeuteln
DE102022111776A1 (de) Verpackungsbearbeitungsvorrichtung für eine Verpackungsmaschine, Verpackungsmaschine mit einer Verpackungsbearbeitungsvorrichtung sowie Verfahren zu einem Bearbeiten einer Verpackung oder eines Verpackungsmaterials
DE102007007691A1 (de) Schlauchbeutelmaschine und Verfahren zum Betreiben dieser Schlauchbeutelmaschine
WO2007131574A1 (de) Beutelmaschine für verpackungszwecke
AT15140U1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Säcken oder Beuteln sowie Säcke oder Beutel
DE102004011606A1 (de) Schlauchbeutel-Füllmaschine
EP2853379A2 (de) Laserbeheizte Siegelvorrichtung
DE102005009436A1 (de) Verfahren zum Verschließen eines Schlauchbeutels in einer Schlauchbeutel-Füllmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee