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Title:
APPARATUS AND METHOD FOR HEATING BLANKS AND/OR PACKAGING SLEEVES AND/OR PACKAGES COMPOSED OF COMPOSITE MATERIAL BY ORIENTATION POLARIZATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/114660
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention illustrates and describes an apparatus for heating blanks (1) and/or packaging sleeves (10) and/or packages composed of composite material by orientation polarization, comprising: at least one transportation device (17) for transporting the blanks (1) and/or the packaging sleeves (10) and/or the packages along a transportation direction (T), at least one unit (19) for generating electromagnetic waves, and at least one conductor device (20A, 20B, 20C) which is connected to the unit (19) for generating the electromagnetic waves, wherein the conductor device (20A, 20B, 20C) forms a gap (S). In order to allow targeted heating of limited - in particular narrow, linear - regions of the blanks (1) or packaging sleeves (10) or packages with continuous transportation of the blanks (1) or packaging sleeves (10) or packages, it is proposed that the longitudinal direction (Xs) of the gap (S) corresponds to the transportation direction (T) of the blanks (1) and/or of the packaging sleeves (10) and/or of the packages. The invention additionally illustrates and describes a method for heating blanks (1) and/or packaging sleeves (10) and/or packages composed of composite material by orientation polarization.

Inventors:
SCHAAF, Michael (Marzellinastraße 36, Herzogenrath, 52134, DE)
ALEF, Ulrich (Am Bachmannsgraben 68, Wegberg, 41844, DE)
SCHNORR, Stefan (Paradiesplatz 9, Düren, 52349, DE)
LEUFEN, Richard (Kreisstrasse 20, Linnich, 52441, DE)
BALTES, Klaus (Heinz-Menzel-Straße 9, Bergheim, 50127, DE)
KIRCHNER, Patrick (Schönrathstr. 40, Aachen, 52066, DE)
Application Number:
EP2016/081054
Publication Date:
July 06, 2017
Filing Date:
December 14, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SIG TECHNOLOGY AG (Laufengasse 18, 8212 Neuhausen am Rheinfall, 8212, CH)
International Classes:
H05B6/78; B65B7/28; H05B6/60; H05B6/70
Domestic Patent References:
WO2014132546A12014-09-04
Foreign References:
US3519517A1970-07-07
DE4121203A11993-01-14
DE2442477B11976-01-02
DE102004052871A12006-05-04
US20060101755A12006-05-18
EP2100479B12011-02-02
EP0667732A11995-08-16
Attorney, Agent or Firm:
ACKERMANN, Jan (COHAUSZ & FLORACK, Bleichstraße 14, Düsseldorf, 40211, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung zum Erhitzen von Zuschnitten (1) und/oder Packungsmänteln (10) und/oder Verpackungen aus Verbundmaterial durch Orientierungspolarisation, umfassend:

- wenigstens eine Transporteinrichtung (17) zum Transport der Zuschnitte (1) und/oder der Packungsmäntel (10) und/oder der Verpackungen entlang einer Transportrichtung (T),

- wenigstens eine Einheit (19) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen, und

- wenigstens eine mit der Einheit (19) zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen verbundene Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C),

- wobei die Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C) einen Spalt (S) bildet,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Längsrichtung (Xs) des Spaltes (S) der Transportrichtung (T) der Zuschnitte (1) und/oder der Packungsmäntel (10) und/oder der Verpackungen entspricht.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Einheit (19) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen eine Einheit zur Erzeugung von Mikrowellen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Einheit (19) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen eine Einheit zur Erzeugung von Radiowellen ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die Leitereinrichtung durch einen Bandleiter (20A, 20B) gebildet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Bandleiter (20A, 20B) in Längsrichtung (Xs) des Spaltes (S) gesehen eine variierende Querschnittsfläche aufweist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Leitereinrichtung durch einen Hohlleiter (20C) gebildet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

gekennzeichnet durch

wenigstens zwei mit der Einheit (19) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen verbundene Leitereinrichtungen (20A, 20B, 20C).

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spaltbreite (Bs) des Spaltes (S) verstellbar ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Spalt (S) eine Spaltbreite (Bs) im Bereich zwischen 0,35 mm und 12,0 mm, insbesondere zwischen 0,8 mm und 3,0 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 1,8 mm aufweist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

gekennzeichnet durch

wenigstens ein Anpassungsnetzwerk (21A, 21B). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

die wenigstens eine Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C) eine Beschichtung, insbesondere eine Keramik-, Teflon- oder PEEK-Beschichtung aufweist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, dass

die wenigstens eine Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C) einen Wirkbereich aufweist, dessen Länge im Bereich zwischen 0,2 m und 4,5 m, insbesondere zwischen 0,25 m und 2,5 m, insbesondere zwischen 0,4 m und 2,0 m liegt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

die wenigstens eine Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C) in Transportrichtung (T) der Zuschnitte (1) und/oder Packungsmäntel (10) und/oder Verpackungen mit wenigstens einer weiteren Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C) in Reihe geschaltet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Transporteinrichtung als Transportband (17) mit Zellen (18) zur Aufnahme der Zuschnitte (1) und/oder der Packungsmäntel (10) und/oder der

Verpackungen ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,

gekennzeichnet durch

eine Abschirmeinrichtung zur Einhausung der im Betrieb entstehenden elektromagnetischen Wellen.

16. Verfahren zum Erhitzen von Zuschnitten (1) und/oder Packungsmänteln (10) und/oder Verpackungen aus Verbundmaterial durch Orientierungspolarisation, umfassend die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen einer Vorrichtung zum Erhitzen von Zuschnitten (1) und/oder Packungsmänteln (10) und/oder Verpackungen durch

Orientierungspolarisation mit wenigstens einer Einheit (19) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen und mit wenigstens einer mit der Einheit (19) zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen verbundenen

Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C);

b) Bereitstellen von wenigstens einem Zuschnitt (1) und/oder einem

Packungsmantel (10) und/oder einer Verpackung; und

c) Erhitzen des Zuschnitts (1) und/oder des Packungsmantels (10) und/oder der Verpackung durch Orientierungspolarisation innerhalb eines durch die Leitereinrichtung (20A, 20B, 20C) gebildeten Spaltes (S),

dadurch gekennzeichnet, dass

die Transportrichtung (T) der Zuschnitte (1) und/oder der Packungsmäntel (10) und/oder der Verpackungen der Längsrichtung (Xs) des Spaltes (S) entspricht.

17. Verfahren nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, dass

in Schritt a) eine Vorrichtung (16, 16', 16", 16"') nach einem der Ansprüche 1 bis 15 bereitgestellt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, dass

in Schritt c) Mikrowellen mit einer Frequenz im Bereich zwischen 300 MHz und 300 GHz, insbesondere zwischen 915 MHz und 5 GHz oder Radiowellen mit einer Frequenz zwischen 15 MHz und 300 MHz erzeugt werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18,

dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) Mikrowellen oder Radiowellen mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugt werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19,

dadurch gekennzeichnet, dass

in Schritt b) Zuschnitte (1) und/oder Packungsmäntel (10) und/oder

Verpackungen mit einem Feuchtegehalt im Bereich zwischen 3 % und 12 %, insbesondere zwischen 5,5 % und 9 % bereitgestellt werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19,

dadurch gekennzeichnet, dass

in Schritt b) Zuschnitte (1) und/oder Packungsmäntel (10) und/oder

Verpackungen mit wenigstens einer elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere mit einer Aluminiumschicht bereitgestellt werden.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zum Erhitzen von Zuschnitten und/oder Packungsmänteln und/oder Verpackungen aus Verbundmaterial durch

Orientierungspolarisation

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen von Zuschnitten und/oder Packungsmänteln und/oder Verpackungen aus Verbundmaterial durch

Orientierungspolarisation, umfassend: wenigstens eine Transporteinrichtung zum Transport der Zuschnitte und/oder der Packungsmäntel und/oder der Verpackungen entlang einer Transportrichtung, wenigstens eine Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen, und wenigstens eine mit der Einheit zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen verbundene Leitereinrichtung, wobei die

Leitereinrichtung einen Spalt bildet.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Erhitzen von Zuschnitten und/oder Packungsmänteln und/oder Verpackungen aus Verbundmaterial durch

Orientierungspolarisation.

Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten

Materialien hergestellt werden. Eine weit verbreitete Möglichkeit ihrer Herstellung besteht darin, aus dem Verpackungsmaterial einen Zuschnitt herzustellen, aus dem durch Falten, Siegeln und weitere Schritte zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht. Diese Herstellungsart hat unter anderem den Vorteil, dass die Zuschnitte sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden als die Umformung und Befüllung der

Packungsmäntel erfolgt. Als Material werden häufig Verbundstoffe eingesetzt, beispielsweise ein Verbund aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung. Auf dem Gebiet der Verpackungstechnik sind zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen flach zusammengefaltete Packungsmäntel aufgefaltet, einseitig verschlossen, mit Inhalten befüllt und anschließend vollständig verschlossen werden können.

Eine besondere Herausforderung stellt das Verschließen der Packungsmäntel dar, weil durch das Verschließen eine zuverlässige Abdichtung der Packungsmäntel erreicht werden muss, die auch dem anschließenden Transport und anderen

Belastungen standhalten muss. Das Verschließen erfolgt oftmals in zwei Schritten: Zunächst wird der Packungsmantel in dem zu verschließenden Bereich erwärmt („aktiviert"). Anschließend werden die gegenüberliegenden Seiten des

Packungsmantels in dem zu verschließenden Bereich zusammengepresst

(„verpresst"). Der Zusammenhalt zwischen den zusammengepressten Bereichen wird beispielsweise dadurch erreicht, dass eine innenliegende Kunststofflage vorgesehen ist, die bei der Erwärmung zähflüssig wird und somit bei der anschließenden

Verpressung eine Verklebung bildet. Dieser Vorgang wird auch als„Versiegeln" bezeichnet. Die Aktivierung - also Erwärmung - der Packungsmäntel kann beispielsweise durch Heißluft erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass Packungsmäntel aus allen Materialien erhitzt werden können. Zudem ist ein Heißluftgebläse sehr robust. Nachteilig ist jedoch der sehr hohe Energiebedarf, durch den die Produktionskosten erheblich steigen. Der hohe Energiebedarf ist beispielsweise dadurch begründet, dass die Erwärmungsenergie über die Luft an die zu erwärmenden Oberflächen transportiert werden muss, wobei sich die Luft selbst erwärmt.

Alternativ hierzu kann die Aktivierung bzw. Erwärmung der Packungsmäntel durch elektromagnetische Induktion erfolgen. Induktive Erwärmung bezeichnet ein

Verfahren, bei dem elektrisch leitfähige Körper durch Wirbelstromverluste, die in den leitfähigen Körpern entstehen, erhitzt werden. Eine Voraussetzung zur Anwendung dieser Methode ist also, dass die Packungsmäntel elektrisch leitfähige Bereiche aufweisen. Viele Packungsmäntel weisen ohnehin eine Schicht aus Metall,

insbesondere aus Aluminium auf, da hierdurch eine besonders gute Abschirmung der Packungsinhalte gegen Licht und Sauerstoff erreicht werden kann. Bei derartigen Packungsmänteln besteht daher die Möglichkeit, den Packungsmantel durch

Induktion zu erhitzen. Ebenso könnte eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff induktiv erhitzt werden. Die Induktion bewirkt zwar zunächst nur eine Erwärmung der elektrisch leitenden Schicht; durch Wärmeleitung und eine entsprechende Anordnung der Schichten kann jedoch auch eine indirekte Erwärmung der für die Verklebung verantwortlichen, innenliegenden Kunststoffschicht erreicht werden. Ein Vorteil der induktiven Erwärmung liegt darin, dass die Wärme direkt in dem elektrisch leitfähigen Bereich entsteht und - anders als bei der Erwärmung durch Heißluft - nicht durch Wärmeleitung übertragen werden muss. Dies hat einen hohen Wirkungsgrad zur Folge, so dass der Energiebedarf und die Kosten gering gehalten werden können. Zudem ist die Menge der eingebrachten Wärmeleistung sehr präzise regelbar. Ein erheblicher Nachteil der induktiven Aktivierung liegt jedoch darin, dass dieses Verfahren auf Packungsmäntel mit einer leitfähigen Schicht beschränkt ist. Dieser Nachteil wiegt deshalb besonders schwer, da auf den meisten Abfüllanlagen unterschiedliche Packungsmäntel bearbeitet werden sollen, so dass ein möglichst universell einsetzbares Aktivierungsverfahren angestrebt wird.

Eine weitere Alternative besteht in einer Erhitzung durch Mikrowellen. Bei

Mikrowellen handelt es sich um elektromagnetische Wellen. Mikrowellen können zur Erwärmung eingesetzt werden, da sie die meisten Materialien durchdringen können und dabei deren Moleküle zu Bewegungen anregen, wodurch sich die Materialien erwärmen. Besonders effektiv funktioniert die Anregung von Dipolmolekülen wie z.B. Wassermolekülen, da Mikrowellen elektrische Wechselfelder sind, in denen die elektrisch unausgewogenen Dipolmoleküle hin- und hergedreht werden und somit ihre Orientierung ändern („Orientierungspolarisation"). Durch die Reibung der Dipolmoleküle an ihren Nachbarn entsteht Wärme. Eine Mikrowellenheizungseinrichtung für Keramikteile ist beispielsweise aus der EP 2 100 479 Bl bekannt. Der dort gezeigte Mikrowellenofen ist als Durchlaufofen ausgeführt, was den Vorteil hat, dass eine kontinuierliche Erwärmung bzw. Trocknung möglich ist. Nachteilig ist jedoch, dass der dort beschriebene Mikrowellenofen eine gleichmäßige Verteilung des Mikrowellenfeldes vorsieht. Dies macht es unmöglich, lediglich bestimmte, ausgewählte Bereiche der durch den Ofen geförderten

Gegenstände zu erwärmen, ohne hierbei auch die übrigen Bereiche der Gegenstände zu erwärmen. Der dort gezeigte Mikrowellenofen eignet sich daher nicht für die Aktivierung von Zuschnitten oder Packungsmänteln von

Nahrungsmittelverpackungen, da dort regelmäßig nur eine lokale - meist lineare - Erwärmung im Bereich von Nahtstellen gefordert wird.

Ein System zum Aufbringen von Mikrowellenenergie auf bahnförmige Materialien ist aus der EP 0 667 732 AI bekannt. Bei der dort gezeigten Vorrichtung werden die Mikrowellen von einer Quelle durch zwei Kabel quer durch ein Gehäuse geleitet. Das Gehäuse weist Schlitze auf, durch die das bahnförmige Material in das Gehäuse eintreten und wieder aus dem Gehäuse austreten kann. Ein Vorteil liegt auch hier in der Möglichkeit einer kontinuierlichen Bewegung des bahnförmigen Materials.

Nachteilig ist jedoch, dass sich die beiden Kabel in Querrichtung durch das gesamte Gehäuse erstrecken. Dies hat zur Folge, dass stets die gesamte Breite des

bahnförmigen Materials von den Mikrowellen erfasst wird und sich somit erwärmt. Auch diese Lösung ermöglicht es daher nicht, lediglich einen Teilbereich von bahnförmigen Materialien zu erwärmen. Die Lösung ist daher ebenfalls ungeeignet für die Aktivierung von Zuschnitten oder Packungsmänteln von

Nahrungsmittelverpackungen, da dort regelmäßig nur eine lokale - meist lineare - Erwärmung im Bereich von Nahtstellen gefordert wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene und zuvor näher erläuterte Vorrichtung sowie das entsprechende Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine gezielte Erwärmung begrenzter - insbesondere schmaler, linearer - Bereiche der Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen bei vorzugsweise kontinuierlichem Transport der Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die Längsrichtung des Spaltes der Transportrichtung der

Zuschnitte und/oder der Packungsmäntel und/oder der Verpackungen entspricht.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient dem Zweck, Zuschnitte und/oder

Packungsmäntel und/oder Verpackungen aus Verbundmaterial oder Teilbereiche davon durch Orientierungspolarisation zu erwärmen. Als Orientierungspolarisation bezeichnet man diejenige Polarisation, die durch die Ausrichtung (Orientierung) permanenter elektrischer Dipole, z. B. Wasser, in einem elektrischen Feld bewirkt wird. Bei der zu erhitzenden Gegenständen kann es sich insbesondere um vereinzelte - also bereits voneinander getrennte - Zuschnitte und/oder Packungsmäntel und/oder Verpackungen handeln. Das Verbundmaterial kann eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material wie Aluminium aufweisen. Alternativ hierzu kann das Verbundmaterial auch frei von elektrisch leitfähigen Schichten sein. Die Vorrichtung zeichnet sich zunächst durch wenigstens eine Transporteinrichtung zum Transport der Zuschnitte und/oder der Packungsmäntel und/oder der Verpackungen entlang einer Transportrichtung aus. Bei der Transporteinreichung handelt es sich um eine vorteilhafte, wenngleich nicht zwingend erforderliche Einrichtung. Auf eine

Transportvorrichtung könnte beispielsweise bei einem manuellen Transport der zu erhitzenden Gegenstände verzichtet werden, wenngleich dies nur bei sehr geringen Stückzahlen sinnvoll erscheint. Die Vorrichtung zeichnet sich weiterhin durch wenigstens eine Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen aus. Als elektromagnetische Welle bezeichnet man eine Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern, beispielsweise Radiowellen oder Mikrowellen, aber auch den sichtbaren Teil des Lichtes. Diese Einheit kann beispielsweise ein Magnetron oder einen LC-Schwingkreis aufweisen. Die Leistung der Einheit zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 kW und 3 kW, sie kann aber auch mehr als 3 kW, beispielsweise wenigstens 5 kW betragen. Um die Leistung zu steigern, besteht die Möglichkeit, jede einzelne Leitereinrichtung durch zwei (oder mehr) Einheiten zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen zu speisen. Die Vorrichtung umfasst zudem wenigstens eine mit der Einheit zur

Erzeugung der elektromagnetischen Wellen verbundene Leitereinrichtung. Unter einer Leitereinrichtung wird ein elektrisch leitfähiges Bauteil verstanden, dessen Ausdehnung in Längsrichtung wesentlich größer ist als die Ausdehnung in

Querrichtung und/oder in Hochrichtung. Als geeignete Materialien für die

Leitereinrichtung haben sich Kupfer, Silber, Gold, Wolfram und Aluminium erwiesen. Die wenigstens eine Leitereinrichtung soll direkt oder indirekt (also über weitere Bauteile) mit der Einheit zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen verbunden sein. Dies dient dem Zweck, die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen durch die Leitereinrichtung zu beeinflussen. Mit der Verbindung ist insbesondere eine elektrisch leitfähige Verbindung gemeint. Die Leitereinrichtung soll zudem derart geformt sein, dass sie einen Spalt bildet. Durch einen flachen Spalt wird eine besonders wirksame Erwärmung bei effizientem Energieeinsatz ermöglicht. Durch den schmalen Spalt wird der Einsatzbereich der Vorrichtung zwar auf sehr flache, dünne Materialen eingeschränkt; dies ist jedoch im Bereich der Verpackungstechnik kein Nachteil, da dort regelmäßig sehr dünne Materialien verarbeitet werden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Längsrichtung des Spaltes der Transportrichtung der Zuschnitte und/oder der Packungsmäntel und/oder der Verpackungen entspricht. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass das zu erwärmende Material der Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen auch bei hoher Transportgeschwindigkeit ausreichend lange Zeit an der Leitereinrichtung entlang geführt werden kann, wodurch eine zuverlässige Erwärmung sichergestellt wird. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung der Leitereinrichtung liegt darin, dass die Erhitzung schmaler Teilbereiche - beispielsweise schmaler Streifen - der

Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen möglich ist, ohne dass hierbei auch die übrigen Bereiche erhitzt werden. Dies liegt daran, dass die Leitereinrichtung üblicherweise eine schmale, längliche Form aufweist, so dass eine Anordnung der Leitereinrichtung in Transportrichtung - im Gegensatz zu einer Anordnung quer zur Transportrichtung - nur einen schmalen Bereich der Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen erhitzt. Dies hat mehrere Vorteile: Ein erster Vorteil liegt darin, dass bei der Versiegelung von Nähten von Verpackungen nur eine Erhitzung im Bereich der Naht gewünscht ist, da eine Erhitzung in anderen Bereichen allenfalls eine Beschädigung des Verpackungsmaterials zur Folge haben könnte. Ein weiterer Vorteil einer konzentrierten, räumlich beschränkten Erwärmung liegt in einem verringerten Energiebedarf.

Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen eine Einheit zur Erzeugung von

Mikrowellen ist. Unter Mikrowellen werden üblicherweise elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich zwischen 300 MHz und 300 GHz verstanden. Die Mikrowellen können beispielsweise durch ein Magnetron oder durch einen LC-Schwingkreis erzeugt werden. Bei einer Erzeugung durch ein Magnetron werden vorzugsweise elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz im Bereich zwischen 430 MHz und 5 GHz, insbesondere zwischen 915 MHz und 2,45 GHz erzeugt. Ein höherer

Wirkungsgrad wäre bei einer - wenigstens in etwa - auf die Resonanzfrequenz von Wasser abgestimmten Frequenz erzielbar, die bei ca. 22,23 GHz liegt. Idealerweise wird also die nächstliegende, freie Frequenz gewählt. Bei derartigen Frequenzen haben die elektromagnetischen Wellen nach dem s.g. Skin-Effekt, zwar nur noch eine minimale Eindringtiefe. Diese würde für den ganz speziellen Fall der Aktivierung von nur wenigen Zehntelmillimeter starken Schichten einer kartonbasierten

Verbundverpackung jedoch vollkommen ausreichen. Nach einer alternativen Ausgestaltung der Vorrichtung ist hingegen vorgesehen, dass die Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen eine Einheit zur

Erzeugung von Radiowellen ist. Unter Radiowellen werden üblicherweise

elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich zwischen 80 KHz und 300 MHz verstanden. Die Radiowellen können beispielsweise durch einen LC-Schwingkreis erzeugt werden. Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Leitereinrichtung durch einen Bandleiter gebildet ist. Bandleiter sind - vorzugsweise massive - Leiter, deren Ausdehnung in Längsrichtung wesentlich größer ist als die Ausdehnung in Querrichtung und/oder in Hochrichtung. Der Querschnitt des Bandleiters kann beispielsweise rechteckig oder T-förmig sein. Zur Bildung eines Spaltes kann der Bandleiter zwei parallel zueinander verlaufende Abschnitte („Leiter") umfassen, zwischen denen sich der Spalt befindet. Die beiden Abschnitte des Bandleiters können miteinander verbunden sein oder voneinander getrennt sein. Bei voneinander getrennten Abschnitten kann vorgesehen sein, dass jeder Abschnitt des Bandleiters mit einer separaten Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen verbunden ist, so dass in den Abschnitten unterschiedliche Frequenzen eingestellt werden können.

Zu dieser Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, dass der Bandleiter in Längsrichtung des Spaltes gesehen eine variierende Querschnittsfläche aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass einer oder alle Leiter des Bandleiters in Längsrichtung des Spaltes gesehen eine variierende Querschnittsfläche aufweisen. Durch eine sich entlang der Länge verändernde Querschnittsfläche kann eine gleichmäßigere

Erwärmung erreicht werden, da sich ausbildende stehende Wellen auf der

Leitereinrichtung auf ortsfeste lokale Abschnitte der Leitereinrichtung gezwungen werden und ein Mittragen der stehenden Wellen durch das zu bearbeitende Material (also den Zuschnitt, den Packungsmantel oder die Verpackung) wirksam vermieden oder jedenfalls minimiert werden. Die Querschnittsfläche kann beispielsweise abwechselnd größer und wieder kleiner werden. Die Veränderung der

Querschnittsfläche kann in Querrichtung und/oder in Hochrichtung des Bandleiters erfolgen. Bei der Veränderung kann es sich um eine periodische Veränderung, eine lokale Veränderung oder eine nicht-periodische („chaotische") Veränderung der Querschnittsfläche handeln. Eine Variation der Querschnittsfläche kann eine

Änderung der Form und/oder der Größe der Fläche betreffen. Die Variation der Querschnittsfläche kann eine Veränderung der Spaltbreite zur Folge haben; die Spaltbreite kann jedoch in Längsrichtung gesehen auch konstant bleiben. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die

Leitereinrichtung durch einen Hohlleiter gebildet ist. Hohlleiter sind Leiter mit einem hohlen Innenraum, deren Ausdehnung in Längsrichtung wesentlich größer ist als die Ausdehnung in Querrichtung und/oder in Hochrichtung. Der Querschnitt des

Hohlleiters kann beispielsweise rechteckig, oval oder rund sein. Hohlleiter weisen - abgesehen von einem Spalt zum Einführen des zu erhitzenden Verbundmaterials - einen umlaufenden Querschnitt auf. Der Spalt stellt daher die einzige Öffnung des Hohlleiters dar. Um einen Transport durch den Spalt zu erleichtern, also ein aufwändiges Anheben und Absenken der Zuschnitte, Packungsmäntel oder

Verpackungen zu vermeiden, weisen die Eingangs- und Ausgangsseiten vorzugsweise eine Flucht zum Spalt in Form einer Aussparung auf, die in einer angemessenen Höhe ausgebildet ist. Hohlleiter haben den Vorteil einer besonders verlustarmen

Übertragung von elektromagnetischen Wellen. Zudem haben Hohlleiter den Vorteil, dass sich das elektromagnetische Feld aufgrund von Reflektionen an den Wänden fast ausschließlich im Inneren des Hohlleiters ausbreitet, so dass nur eine geringe oder gar keine Abschirmung erforderlich ist.

Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zeichnet sich aus durch wenigstens zwei mit der Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen verbundene

Leitereinrichtungen. Die Verwendung von zwei oder mehr Leitereinrichtungen hat - insbesondere bei einem Bandleiter - den Vorteil, dass die zu erwärmenden

Materialien beidseitig mit elektromagnetischen Wellen bestrahlt werden können. Dies stellt einerseits eine zuverlässige Erwärmung sicher und erlaubt andererseits einen effizienten Energieeinsatz. Eine beidseitige Bestrahlung mit elektromagnetischen

Wellen hat zudem den Vorteil, dass auch Verbundmaterialien erhitzt werden können, die neben absorbierenden Schichten (z.B. Papier, Pappe, Kunststoff) auch

reflektierende Schichten (z.B. Aluminium) enthalten. Weiter ist es denkbar, dass auch wenigstens zwei mit der Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen verbundene Leitereinrichtungen in Reihe hintereinander geschaltet sind. Dadurch ist es besonders einfach möglich bei gegebener Transportgeschwindigkeit eine lange Aktivierungszweit bei effektiver Auslegung der einzelnen Leitereinrichtungen umzusetzen.

Im Hinblick auf den Spalt sieht eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung vor, dass die Spaltbreite des Spaltes verstellbar ist. Eine Verstellbarkeit des Spaltes ist beispielsweise erforderlich, um den Spalt optimal an die Anzahl und die Stärke der Schichten bzw. Lagen des Verbundmaterials anpassen zu können. Die Verstellbarkeit des Spaltes kann beispielsweise durch eine bewegliche Lagerung der

Leitereinrichtung erreicht werden. Hierdurch wird auch eine oszillierende

Veränderung der Spaltbreite ermöglicht.

Bezüglich der Spaltbreite wird weiter vorgeschlagen, dass der Spalt eine Spaltbreite im Bereich zwischen 0,35 mm und 12,0 mm, insbesondere zwischen 0,8 mm und 3,0 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 1,8 mm aufweist. Ein Spalt mit der angegebenen Spaltbreite hat sich als guter Kompromiss zwischen universeller Einsatzmöglichkeit (möglichst große Spaltbreite) und wirksamer Erwärmung

(möglichst geringe Spaltbreite) erwiesen. Bei einem Einsatz von Bandleitern werden eher geringe Spaltbreiten bevorzugt (bis etwa 3,0 mm) während bei Hohlleitern auch wesentlich größere Spaltbreiten möglich sind (bis etwa 12,0 mm). Insgesamt lässt sich festhalten, dass der Spalt so gering wie möglich ausfallen sollte. Andererseits ist ein Kontakt zu den Leiterelementen unbedingt zu vermeiden, da es sonst zu

energetischen Überschlägen kommen kann.

Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zeichnet sich aus durch wenigstens ein Anpassungsnetzwerk. Ein Anpassungsnetzwerk wird vorzugsweise bei Bandleitern mit mehreren Abschnitten („Leitern") eingesetzt. Bei Einsatz eines Hohlleiters wird hingegen kein Anpassungsnetzwerk benötigt. Die Abschnitte des Bandleiters können beispielsweise durch das Anpassungsnetzwerk miteinander verbunden sein. Durch ein Anpassungsnetzwerk kann eine symmetrische Anregung der unterschiedlichen Abschnitte des Bandleiters erreicht werden. Zudem kann erreicht werden, dass das Massepotential auf einer Ebene mittig zwischen den beiden Bandleitern liegt. Das Anpassungsnetzwerk kann ein Balancierglied (sog.„Balun") umfassen, welches einen Übergang zwischen einem symmetrischen Leitungssystem und einem

unsymmetrischen Leitungssystem ermöglicht. Wenn mehrere Bandleiter vorgesehen sind, ist vorzugsweise an jeder Zusammenführung der Bandleiter ein

Anpassungsnetzwerk vorgesehen. Bevorzugt ist das Anpassungsnetzwerk am Ende der Bandleiter angeordnet.

Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich aus durch einen

Abschlusswiderstand, insbesondere eine Wasserlast, der mit der wenigstens einen Leitereinrichtung verbunden ist. Durch einen definierten Abschlusswiderstand können stehende Wellen auf der Leitereinrichtung minimiert werden. Mit stehenden Wellen werden ortsfeste Spannungsüberhöhungen bezeichnet, die zu einer inhomogenen Erwärmung der Zuschnitte bzw. Packungsmäntel führen. Bevorzugt ist der Abschlusswiderstand am Ende der Leitereinrichtung angeordnet. Die Ausführung des Abschlusswiderstands als Wasserlast hat den Vorteil, dass auch große Leistungen in Wärme umgewandelt und einfach abgeführt werden können („versumpfen").

In weiterer Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Leitereinrichtung eine Beschichtung, insbesondere eine Keramik-, Teflon-, PEEK- oder Eloxat-Beschichtung aufweist. Aufgrund der Elastizität der Zuschnitte bzw.

Packungsmäntel bzw. Verpackungen kann ein Kontakt zwischen der Leitereinrichtung und den Zuschnitten bzw. Packungsmänteln bzw. Verpackungen nicht ausgeschlossen werden. Eine Beschichtung - insbesondere eine Gleitbeschichtung - hat den Vorteil, dass die Reibung bei einem Kontakt zwischen den Zuschnitten bzw. Packungsmänteln bzw. Verpackungen und der Leitereinrichtung verringert wird. Dies hat den Vorteil, dass die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen nicht beschädigt werden und auch bei einem Kontakt mit der Leitereinrichtung nicht eingeklemmt oder verschoben werden. Auf diese Weise ist auch bei hohen

Transportgeschwindigkeiten ein unterbrechungsfreier Betrieb sichergestellt.

Gleitbeschichtungen aus Teflon (Polytetrafluorethylen) weisen eine besonders geringe Reibung auf und sind zudem sehr hitzebeständig. Beschichtungen aus PEEK (Polyetheretherketon) zeichnen sich durch ihre hohe Temperaturbeständigkeit und Abriebfestigkeit aus. Durch geeignete Beschichtungen kann zudem die Gefahr von Überschlägen verringert werden, wobei Beschichtungsstärken von etwa 30

Mikrometer bis etwa 200 Mikrometer bevorzugt sind.

Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die wenigstens eine Leitereinrichtung einen Wirkbereich aufweist, dessen Länge im Bereich zwischen 0,2 m und 4,5 m, insbesondere zwischen 0,25 m und 2,5 m, insbesondere zwischen 0,4 m und 2,0 m liegt. Unter dem Wirkbereich wird derjenige Abschnitt der

Leitereinrichtung verstanden, an dem die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw.

Verpackungen vorbeigeführt werden. Die Wirkbereiche sind vorzugsweise etwa linear geformt und sehr dicht an den vorbeigeführten Zuschnitten oder Packungsmänteln oder Verpackungen angeordnet. Eine Länge in dem angegebenen Bereich stellt einen guten Kompromiss zwischen einer möglichst langen Einwirkzeit (möglichst große Länge) und einem effizienten Energieeinsatz (möglichst geringe Länge) dar. Bei Hohlleitern sind im Vergleich zu Bandleitern höhere Energiedichten erreichbar, sodass geringere Einwirkzeiten (kürzere Aktivierungsdauer) nötig sind, wodurch eine kürzere Baulänge möglich ist. Da aber auch die Verluste innerhalb der Hohlleiter im Vergleich zu Bandleitern geringer sind, sind auch größere Baulängen möglich, was den Einsatz schwächerer Energiequellen ermöglicht.

Nach einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Leitereinrichtung in Transportrichtung der Zuschnitte und/oder Packungsmäntel und/oder Verpackungen mit wenigstens einer weiteren Leitereinrichtung in Reihe geschaltet ist. Durch mehrere Reihen von Leitereinrichtungen können mehrere

Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen gleichzeitig erhitzt werden. Dies erlaubt eine besonders hohe Produktionsleistung. Vorzugsweise sind die

Leitereinrichtungen in parallelen Reihen angeordnet. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Transporteinrichtung als Transportband mit Zellen zur Aufnahme der Zuschnitte und/oder der Packungsmäntel und/oder der Verpackungen ausgebildet ist. Durch ein Transportband bzw. einen Transportriemen können hohe Zugkräfte übertragen werden, die es erlauben, eine Vielzahl von Zuschnitten bzw. Packungsmänteln bzw. Verpackungen in konstanten Abständen zueinander zu transportieren. Die Zellen dienen der Aufnahme der Zuschnitte und/oder Packungsmäntel und/oder

Verpackungen. Die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen können sowohl durch eine formschlüssige Verbindung als auch durch eine kraftschlüssige Verbindung in den Zellen gehalten werden. Es kann vorgesehen sein, dass das Transportband für einen kontinuierlichen Transport der Zuschnitte bzw.

Packungsmäntel eingerichtet ist. Dies hat den Vorteil einer unterbrechungsfreien und gleichmäßigen Bewegung. Alternativ hierzu kann das Transportband für einen diskontinuierlichen Transport der Zuschnitte bzw. Packungsmäntel eingerichtet sein. Dies hat den Vorteil, dass einige Bearbeitungsschritte bei stillstehenden Zuschnitte bzw. Packungsmänteln einfacher durchgeführt werden können.

Die Vorrichtung kann schließlich ergänzt werden durch eine Abschirmeinrichtung zur Einhausung der im Betrieb entstehenden elektromagnetischen Wellen. Durch eine Abschirmeinrichtung können auch bei elektromagnetischen Wellen mit großer Leistung die Arbeitsschutzbestimmungen eingehalten werden. Vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung derart gestaltet, dass die Strahlung in 10 cm Abstand eine Leistungsdichte von 5 mW/cm 2 oder weniger aufweist.

Die eingangs beschriebene Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum

Erhitzen von Zuschnitten und/oder Packungsmänteln und/oder Verpackungen aus Verbundmaterial durch Orientierungspolarisation. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Vorrichtung zum Erhitzen von Zuschnitten und/oder Packungsmänteln und/oder Verpackungen durch Orientierungspolarisation mit wenigstens einer Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen und mit wenigstens einer mit der Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen verbundenen Leitereinrichtung; b) Bereitstellen von wenigstens einem Zuschnitt und/oder einem Packungsmantel und/oder einer Verpackung; und c) Erhitzen des Zuschnitts und/oder des Packungsmantels und/oder der Verpackung durch

Orientierungspolarisation innerhalb eines durch die Leitereinrichtung gebildeten Spaltes. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrichtung der Zuschnitte und/oder der Packungsmäntel und/oder der Verpackungen der

Längsrichtung des Spaltes entspricht.

Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurde, liegt auch dem Verfahren die Idee zugrunde, dass die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen nicht vollständig, sondern nur bereichsweise erwärmt werden sollen. Dies kann erreicht werden, indem die Leitereinrichtung die Zuschnitte bzw.

Packungsmäntel bzw. Verpackungen nicht quer überspannt, sondern derart angeordnet ist, dass ihre Längsrichtung der Transportrichtung der Zuschnitte bzw. Packungsmäntel bzw. Verpackungen entspricht. Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass in Schritt a) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 bereitgestellt wird. Die zuvor beschriebene Vorrichtung eignet sich in allen dargestellten Ausgestaltungen in besonderer Weise zur

Durchführung des Verfahrens, da die beschriebene Anordnung der Leitereinrichtung einen konstruktiv einfachen Weg darstellt, nur Teilbereiche der Zuschnitte bzw.

Packungsmäntel bzw. Verpackungen zu erwärmen.

In weiterer Ausbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass in Schritt c)

Mikrowellen mit einer Frequenz im Bereich zwischen 300 MHz und 300 GHz, insbesondere zwischen 915 MHz und 5 GHz oder im Bereich von 22 GHZ, oder

Radiowellen mit einer Frequenz zwischen 15 MHz und 300 MHz erzeugt werden. In den angegebenen Frequenzbereichen wurde eine besonders wirksame Erwärmung erreicht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in Schritt c) Mikrowellen oder Radiowellen mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugt werden. Durch hochfrequente Wellen mit unterschiedlicher Wellenlänge wird eine besonders gleichmäßige Erwärmung erreicht (Vermeidung von„hot spots"). Wenn mehrere Leitereinrichtungen oder eine Leitereinrichtung mit mehreren Abschnitten

vorgesehen sind, kann beispielsweise jede Leitereinrichtung bzw. jeder Abschnitt mit hochfrequenten Wellen mit einer anderen Frequenz beaufschlagt werden. Dabei ist es bevorzugt, dass sich zwei unterschiedliche Frequenzen im Spalt überlagern. Es ist also bei der Ausführung einer Leitereinrichtung als beispielsweise Bandleiter oder

Hohlleiter denkbar, dass in Richtung der Transportrichtung eine erste und

entgegengesetzt der Transportrichtung eine von der ersten unterschiedliche, zweite Frequenz in die Leitereinrichtung eingespeist wird, wobei sich die beiden

eingespeisten Frequenzen im Spalt S überlagern. Um auf Materialänderungen eingehen zu können, ist es zudem denkbar, dass die Einheit zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen, beispielsweise ein Magnetron oder ein LC-Schwingkreis mit regelbaren Frequenzen Anwendung findet. Gemäß einer weiteren Ausbildung des Verfahrens werden in Schritt b) Zuschnitte und/oder Packungsmäntel und/oder Verpackungen mit einem Feuchtegehalt im Bereich zwischen 3 % und 12 %, insbesondere zwischen 5,5 % und 9 % bereitgestellt. Die Einstellung des Feuchtegehaltes hat großen Einfluss auf das Ergebnis der

Erwärmung, da elektromagnetische Wellen vornehmlich Dipole wie Wassermoleküle anregen. Die Feuchtigkeit muss insbesondere von den Schichten aus Papier, Pappe oder Karton aufgenommen werden, da die übrigen Schichten kaum oder gar keine Feuchtigkeit aufnehmen können (z.B. Schichten aus Kunststoff oder Aluminium).

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahren sieht schließlich vor, dass in Schritt b) Zuschnitte und/oder Packungsmäntel und/oder Verpackungen mit wenigstens einer elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere mit einer Aluminiumschicht bereitgestellt werden. Die Erwärmung von Verbundmaterialien mit Metallschichten ist besonders anspruchsvoll, da Metalle elektromagnetische Wellen reflektieren und somit weder die Metallschicht, noch die hinter der Metallschicht liegenden Schichten erwärmen können. Mit dem beschriebenen Verfahren gelingt auch die Erwärmung von

Materialien mit reflektierenden Schichten, indem die Leitereinrichtung auf der zu erwärmenden Seite der Metallschicht angeordnet wird oder indem eine beidseitige Anordnung erfolgt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A: einen aus dem Stand der Technik bekannten Zuschnitt zum Falten eines

Packungsmantels,

Fig. 1B: einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel, der aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt gebildet ist, im flach gefalteten Zustand, Fig. IC: den Packungsmantel aus Fig. 1B im aufgefalteten Zustand,

Fig. 1D: den Packungsmantel aus Fig. IC mit vorgefalteten Boden- und

Giebelflächen, Fig. IE: den Packungsmantel aus Fig. IC nach dem Verschweißen,

Fig. 1F: den Packungsmantel aus Fig. IE in einer Draufsicht,

Fig. 2A: eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer

Vorderansicht,

Fig. 2B: die Vorrichtung aus Fig. 2A in einer Seitenansicht entlang der

Schnittebene IIB-IIB aus Fig. 2A, Fig. 3A: eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht, Fig. 3B: die Vorrichtung aus Fig. 3A in einer Seitenansicht entlang der

Schnittebene IIIB-IIIB aus Fig. 3A,

Fig. 4A: eine dritte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer

Vorderansicht,

Fig. 4B: die Vorrichtung aus Fig. 4A in einer Seitenansicht entlang der

Schnittebene IVB-IVB aus Fig. 4A,

Fig. 5A: eine vierte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in

einer Draufsicht, und

Fig. 5B: die Vorrichtung aus Fig. 5A in einer Seitenansicht entlang der

Schnittebene VB-VB aus Fig. 5A.

In Fig. 1A ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Zuschnitt 1 dargestellt, aus dem ein Packungsmantel gebildet werden kann. Der Zuschnitt 1 kann mehrere Lagen unterschiedlicher Materialien umfassen, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Der Zuschnitt 1 weist mehrere Faltlinien 2 auf, die das Falten des Zuschnitts 1 erleichtern sollen und den Zuschnitt 1 in mehrere Flächen aufteilen. Der Zuschnitt 1 kann in eine erste Seitenfläche 3, eine zweite Seitenfläche 4, eine vordere Fläche 5, eine hintere Fläche 6, eine Siegelfläche 7, Bodenflächen 8 und Giebelflächen 9 unterteilt werden. Aus dem Zuschnitt 1 kann ein Packungsmantel gebildet werden, indem der Zuschnitt 1 derart gefaltet wird, dass die Siegelfläche 7 mit der vorderen Fläche 5 verbunden, insbesondere verschweißt 5 werden kann.

Fig. 1B zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel 10 im flach gefalteten Zustand. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in Fig. 1B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Packungsmantel 10 ist aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt 1 gebildet. Hierzu wurde der Zuschnitt 1 derart gefaltet, dass die Siegelfläche 7 und die vordere Fläche 5 überlappend angeordnet sind, so dass die beiden Flächen miteinander flächig verschweißt werden können. Als Ergebnis entsteht eine Längsnaht 11. In Fig. 1B ist der Packungsmantel 10 in einem flach zusammengefalteten Zustand dargestellt. In diesem Zustand liegt eine Seitenfläche 4 (in Fig. 1B verdeckt) unter der vorderen Fläche 5 während die andere Seitenfläche 3 auf der hinteren Fläche 6 (in Fig. 1B verdeckt) liegt. In dem flach zusammengefalteten Zustand können mehrere

Packungsmäntel 10 besonders platzsparend gestapelt werden. Daher werden die Packungsmäntel 10 häufig an dem Ort der Herstellung gestapelt und stapelweise zu dem Ort der Befüllung transportiert. Erst dort werden die Packungsmäntel 10 abgestapelt und aufgefaltet, um mit Inhalten, beispielsweise mit Nahrungsmitteln, befüllt werden zu können.

In Fig. IC ist der Packungsmantel 10 aus Fig. 1B im aufgefalteten Zustand dargestellt. Auch hier sind die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A oder Fig. 1B beschriebenen Bereiche des Packungsmantels 10 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Unter dem aufgefalteten Zustand wird eine Konfiguration verstanden, bei der sich zwischen den beiden jeweils benachbarten Flächen 3, 4, 5, 6 einWinkel von etwa 90° ausbildet, so dass der Packungsmantel 10 - je nach der Form dieser Flächen - einen

quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Dem entsprechend sind die gegenüberliegenden Seitenflächen 3, 4 parallel zueinander angeordnet. Das Gleiche gilt für die vordere Fläche 5 und die hintere Fläche 6.

Fig. 1D zeigt den Packungsmantel 10 aus Fig. IC im vorgefalteten Zustand, also in einem Zustand, in dem die Faltlinien 2 sowohl im Bereich der Bodenflächen 8 als auch im Bereich der Giebelflächen 9 vorgefaltet worden sind. Diejenigen Bereiche der Bodenflächen 8 und der Giebelflächen 9, die an die vordere Fläche 5 und an die hintere Fläche 6 angrenzen, werden auch als Rechtecksflächen 12 bezeichnet. Die Rechtecksflächen 12 werden bei der Vorfaltung nach innen gefaltet und bilden später den Boden bzw. den Giebel der Verpackung. Diejenigen Bereiche der Bodenflächen 8 und der Giebelflächen 9, die an die Seitenflächen 3, 4 angrenzen, werden hingegen als Dreiecksflächen 13 bezeichnet. Die Dreiecksflächen 13 werden bei der Vorfaltung nach außen gefaltet und bilden abstehende Bereiche aus überschüssigem Material, die auch als„Ohren" 14 bezeichnet werden und in einem späteren Herstellungsschritt - etwa durch Siegel- oder Klebverfahren - an die Verpackung angelegt werden.

In Fig. IE ist der Packungsmantel 10 aus Fig. 1D nach dem Verschweißen, also im befüllten und verschlossenen Zustand gezeigt. In diesem Zustand wird auch bereits von einer„Verpackung" gesprochen. Im Bereich der Bodenflächen 8 und im Bereich der Giebelflächen 9 entsteht nach dem Verschließen eine Flossennaht 15. In Fig. IE stehen die Ohren 14 und die Flossennaht 15 ab. Sowohl die Ohren 14 als auch die Flossennaht 15 werden in einem späteren Herstellungsschritt, etwa durch Siegeloder Klebverfahren, angelegt.

Fig. 1F zeigt den Packungsmantel 10 aus Fig. IE in einer Draufsicht. Fig. 1F enthält zudem eine vergrößerte Ansicht des Bereiches der Längsnaht 11. In der dargestellten Perspektive ist erkennbar, dass die Flossennaht 15 des Packungsmantels 10 im Bereich der Längsnaht 11 eine Dicke D 2 aufweist, die größer ist als die Dicke Di im übrigen Bereich der Flossennaht 15. Dies liegt daran, dass der Endbereich 5' der vorderen Fläche 5 und der Endbereich 7' der Siegelfläche 7 im Bereich der Längsnaht 11 eine Überlappung bilden. Im Bereich der Längsnaht 11 weist die Flossennaht 15 also einen wenigstens dreilagigen anstelle eines zweilagigen Aufbaus auf. Die Dicke Di der Flossennaht 15 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,8 mm und 1,0 mm, während die vergrößerte Dicke D 2 der Flossennaht 15 beispielsweise im Bereich zwischen 1,2 mm und 1,5 mm liegt. Der Übergang zwischen den unterschiedlichen Dicken wird auch als„Lagensprung" bezeichnet. Zusätzlich zu der Überlappung kann ein oder beide Endbereiche 5', 7' umgefaltet sein. Eine Umfaltung des innen liegenden Endbereiches (in Fig. 1F: Endbereich 7') hat den Vorteil, dass nur die innerste Lage des Materials des Zuschnitts 1 mit dem Inhalt der Verpackung in Kontakt kommen kann. Dies hat zur Folge, dass andere Lagen des Materials 5 des Zuschnitts 1, beispielsweise eine mittlere Lage aus Pappe, von dem Inhalt der Verpackung getrennt sind. Auf diese Weise werden sowohl die Dichtigkeit der Verpackung als auch hygienische Anforderungen sichergestellt. Eine vollständige Umfaltung des innen liegenden Endbereiches 7' würde jedoch zu einer weiteren Vergrößerung der Dicke der Flossennaht 15 führen. Es kann daher vorgesehen sein, dass nur einige Lagen des Endbereiches 7', insbesondere die innerste Lage des Endbereiches 7' umgefaltet werden. Hierzu werden die übrigen Lagen vor der Umfaltung abgetrennt bzw.

abgeschält.

In Fig. 2A ist eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 zum Erhitzen von Packungsmänteln 10 aus Verbundmaterial durch

Orientierungspolarisation in einer Vorderansicht dargestellt. Als Teil der Vorrichtung 16 ist zunächst ein Transportband 17 mit Zellen 18 gezeigt, in denen die

Packungsmäntel 10 vor, während und nach dem Erhitzen transportiert werden. Die Transportrichtung T der Packungsmäntel 10 verläuft daher parallel zum

Transportband 17. Die Vorrichtung 16 umfasst eine Einheit 19 zur Erzeugung von Mikrowellen (alternativ: Radio wellen) und zwei Leiter 20A (in Fig. 2 A verdeckt) und 20B eines Bandleiters, die mit der Mikrowellenerzeugungseinheit 19 verbunden sind. Die beiden Leiter 20A, 20B des Bandleiters haben eine rechteckige Querschnittsfläche und sind derart gelagert, dass ihre Längsrichtung der Transportrichtung T der

Packungsmäntel 10 entspricht. Die Leiter 20A, 20B des Bandleiters sind zudem derart gelagert, dass zwischen ihnen ein Spalt S entsteht, dessen Längsrichtung Xs der

Transportrichtung T der Packungsmäntel 10 entspricht. Der Spalt S weist zudem eine Hochrichtung Ys und eine Querrichtung Zs auf, die senkrecht zueinander und senkrecht zu der Längsrichtung Xs des Spaltes S verlaufen (siehe Koordinatensystem in Fig. 2A). Gezeigt sind zudem zwei Anpassungsnetzwerke 21A, 21B, die jeweils beide Leiter 20A, 20B des Bandleiters zusammenführen und miteinander verbinden. Beide Anpassungsnetzwerke 21A, 21B sind mit Abschlußwiderständen 22A, 22B verbunden, die beispielsweise als Wasserlast ausgeführt sein können.

Bei der in Fig. 2A dargestellten Vorrichtung 16 werden die Packungsmäntel 10 mit ihrer abstehenden Flossennaht 15 in Transportrichtung T durch den Spalt S geführt, wobei die von den Leitern 20A, 20B des Bandleiters emittierten Mikrowellen die zu verschweißenden Bereiche der Packungsmäntel 10 (hier: die Flossennaht 15) erhitzen.

Fig. 2B zeigt die Vorrichtung 16 aus Fig. 2A in einer Seitenansicht entlang der

Schnittebene IIB-IIB aus Fig. 2A. Für diejenigen Bereiche der Vorrichtung 16, die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A beschrieben wurden, werden in Fig. 2B entsprechende Bezugszeichen verwendet. In der Seitenansicht ist die Durchführung der Flossennaht 15 durch den Spalt S deutlich erkennbar. Der Spalt S entsteht zwischen den gegenüberliegend (nebeneinander) angeordneten Leitern 20A, 20B des Bandleiters und weist eine Spaltbreite Bs im Bereich zwischen 0,8 mm und 3,0 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 1,8 mm auf. In Fig. 2B ist zudem das hinter der Schnittebene liegende Anschlussnetzwerk 21B sowie die damit verbundene

Mikrowellenerzeugungseinheit 19 und der ebenfalls damit verbundene

Abschlußwiderstand 22B erkennbar.

In Fig. 3A ist eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 16' zum Erhitzen von Zuschnitten 1 aus Verbundmaterial durch

Orientierungspolarisation in einer Draufsicht dargestellt. Für diejenigen Bereiche der Vorrichtung 16', die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A oder Fig. 2B beschrieben wurden, werden in Fig. 3A entsprechende Bezugszeichen verwendet. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der ersten Ausgestaltung der Vorrichtung 16 (Fig. 2A, Fig. 2B) und der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 16' liegt darin, dass mit der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 16' nicht die Flossennähte 15 von Packungsmänteln 10, sondern die Siegelflächen 7 von Zuschnitten 1 erhitzt werden sollen. Aus den Siegelflächen 7 entstehen später die Längsnähte 11 der Packungsmäntel 10. Bei dem in Fig. 3A gezeigten Zustand handelt es sich daher noch um Zuschnitte 1, aus denen später Packungsmäntel 10 entstehen sollen.

Der Aufbau der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 16' ist vergleichbar mit dem Aufbau der ersten Ausgestaltung 16: Auch die Vorrichtung 16' weist ein

Transportband 17 mit Zellen 18 auf, in denen die Zuschnitte 1 waagerecht liegend zunächst zu der Vorrichtung 16' geführt werden und nach dem Erhitzen der

Siegelflächen 7 weiter transportiert werden. Die Transportrichtung T der Zuschnitte 1 verläuft daher parallel zum Transportband 17. Auch die Vorrichtung 16' umfasst eine Einheit 19 zur Erzeugung von Mikrowellen (alternativ: Radiowellen) und zwei Leiter 20A (in Fig. 3A verdeckt) und 20B eines Bandleiters, die mit der

Mikrowellenerzeugungseinheit 19 verbunden sind. Die beiden Leiter 20A, 20B des Bandleiters haben eine T-förmigen Querschnittsfläche und sind derart gelagert, dass ihre Längsrichtung der Transportrichtung T der Zuschnitte 1 entspricht. Die Leiter 20A, 20B des Bandleiters sind zudem derart gelagert, dass zwischen ihnen ein Spalt S entsteht, dessen Längsrichtung Xs der Transportrichtung T der Zuschnitte 1 entspricht. Die Vorrichtung 16' umfasst zudem zwei Anpassungsnetzwerke 21A, 21B, die jeweils beide Leiter 20A, 20B des Bandleiters zusammenführen und miteinander verbinden. Beide Anpassungsnetzwerke 2 LA, 21B sind mit Abschlußwiderständen 22A, 22B verbunden, die beispielsweise als Wasserlast ausgeführt sein können.

Fig. 3B zeigt die Vorrichtung 16' aus Fig. 3A in einer Seitenansicht entlang der

Schnittebene IIIB-IIIB aus Fig. 3A. Für diejenigen Bereiche der Vorrichtung 16', die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 3A beschrieben wurden, werden auch in Fig. 3B entsprechende Bezugszeichen verwendet. In der Seitenansicht ist die

Durchführung der Siegelflächen 7 durch den Spalt S deutlich erkennbar. Der Spalt S entsteht innerhalb des Bandleiters zwischen den beiden gegenüberliegend

(übereinander) angeordneten Leitern 20A, 20B des Bandleiters und weist eine Spaltbreite Bs im Bereich zwischen 0,8 mm und 3,0 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 1,8 mm auf. In Fig. 3B ist zudem das hinter der Schnittebene liegende Anschlussnetzwerk 21B sowie die damit verbundene Mikrowellenerzeugungseinheit 19 und der ebenfalls damit verbundene Abschluß widerstand 22B erkennbar.

In Fig. 4A ist eine dritte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 16" zum Erhitzen von Packungsmänteln 10 aus Verbundmaterial durch

Orientierungspolarisation in einer Vorderansicht gezeigt. Für diejenigen Bereiche der Vorrichtung 16", die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 3B beschrieben wurden, werden auch in Fig. 4A entsprechende Bezugszeichen verwendet. Die dritte Ausgestaltung der Vorrichtung 16" entspricht weitgehend der ersten Ausgestaltung der Vorrichtung 16 (Fig. 2A, Fig. 2B), wobei der Bandleiter mit seinen beiden Leitern 20A, 20B durch einen Hohlleiter 20C ersetzt wurde.

Fig. 4B zeigt die Vorrichtung 16" aus Fig. 4A in einer Seitenansicht entlang der Schnittebene IVB-IVB aus Fig. 4A. Für diejenigen Bereiche der Vorrichtung 16", die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 4A beschrieben wurden, werden auch in Fig. 4B entsprechende Bezugszeichen verwendet. In der Seitenansicht ist die

Durchführung der Flossennaht 15 durch den Spalt S deutlich erkennbar. Der Spalt S entsteht zwischen den gegenüberliegenden Kanten des Hohlleiters 20C und er weist eine Spaltbreite Bs im Bereich zwischen 0,35 mm und 12,0 mm, insbesondere zwischen 0,8 mm und 3,0 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 1,8 mm auf. In Fig. 4B ist zudem das hinter der Schnittebene liegende Anschlussnetzwerk 21B sowie die damit verbundene Mikrowellenerzeugungseinheit 19 und der ebenfalls damit verbundene Abschluß widerstand 22B erkennbar.

In Fig. 5A ist eine vierte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 16"' zum Erhitzen von Zuschnitten 1 aus Verbundmaterial durch

Orientierungspolarisation in einer Draufsicht. Für diejenigen Bereiche der

Vorrichtung 16"', die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 4B beschrieben wurden, werden in Fig. 5A entsprechende Bezugszeichen verwendet. Die vierte Ausgestaltung der Vorrichtung 16"' entspricht weitgehend der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 16' (Fig. 3A, Fig. 3B), wobei der Bandleiter mit seinen beiden Leitern 20A, 20B durch einen Hohlleiter 20C ersetzt wurden.

Fig. 5B zeigt schließlich die Vorrichtung 16"' aus Fig. 5A in einer Seitenansicht entlang der Schnittebene VB-VB aus Fig. 5A. Für diejenigen Bereiche der Vorrichtung 16"', die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 5A beschrieben wurden, werden in Fig. 5B entsprechende Bezugszeichen verwendet. In der Seitenansicht ist die

Durchführung der Siegelflächen 7 durch den Spalt S deutlich erkennbar. Der Spalt S entsteht zwischen den gegenüberliegend (übereinander) angeordneten Kanten des Hohlleiters 20C und weist eine Spaltbreite Bs im Bereich zwischen 0,35 mm und 12,0 mm, insbesondere zwischen 0,8 mm und 3,0 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 1,8 mm auf. In Fig. 5B ist zudem das hinter der Schnittebene liegende

Anschlussnetzwerk 21B sowie die damit verbundene Mikrowellenerzeugungseinheit 19 und der ebenfalls damit verbundene Abschluß widerstand 22B erkennbar.

Bezugszeichenliste:

1: Zuschnitt

2: Faltlinie

3, 4: Seitenflächen

5: vordere Fläche

5': Endbereich (der vorderen Fläche 5)

6: hintere Fläche

7: Siegelfläche

7': Endbereich (der Siegelfläche 7)

8: Bodenfläche

9: Giebelfläche

10 Packungsmantel

11 Längsnaht

12 Rechtecksfläche

13 Dreiecksfläche

14 Ohr

15 Flossennaht

16, 16', 16", 16"': Vorrichtung zum Erhitzen von

Zuschnitten/Packungsmänteln /Verpackungen

17 Transportband

18 Zelle

19 Einheit zur Erzeugung von Mikrowellen/Radiowellen

20A, 20B: Leiter (eines Bandleiters)

20C: Hohlleiter

21A, 21B: Anpassungsnetzwerk

22A, 22B: Abschlusswiderstand

Bs: Breite (des Spaltes S)

Di Dicke (der Flossennaht 15)

D 2 vergrößerte Dicke (der Flossennaht 15)

S: Spalt

T: Transportrichtung (der Zuschnitte 1 / Packungsmäntel 10)

Xs: Längsrichtung (des Spaltes S)

Ys: Hochrichtung (des Spaltes S)

Zs: Querrichtung (des Spaltes S)