CH555735A

CH555735A - Vorrichtung zum schneiden und/oder schweissen von kunststoff-folien.

Info

Publication number: CH555735A
Application number: CH1358372A
Authority: CH
Original assignee: Sig Schweiz Industrieges
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1972-09-15
Publication date: 1974-11-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden und/oder Schweissen von Kunststoff-Folien, mit zwei zum Festklemmen der Folien dienenden Backen, von denen eine mit einer beheizten, zum Schneiden der Folien dienenden Schneide versehen ist.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird die Schneide, die meistens aus einem ausgespannten, durch den Durchgang eines elektrischen Stromes erhitzten Draht besteht, gleichzeitig ihrer ganzen Länge nach auf die aufeinanderliegenden Folien gedrückt, wodurch sie geschmolzen und durchschnitten werden. Der Draht drückt dann gegen überliegende Schnittränder aneinander, wodurch auf beiden Seiten des Schnittes zwei Schweissnähte gebildet werden.

Diese Vorrichtungen arbeiten nur bei gewissen Kunststoff Folien befriedigend, während sich bei anderen Folien, insbesondere Folien aus Polyäthylen, sehr oft schlechte Schnitte und/oder Schweissungen ergeben. Namentlich ist die Arbeitsweise der bekannten Vorrichtungen sehr stark von der Temperatur der Schneide abhängig, weshalb teure Temperatur Reguliervorrichtungen vorgesehen werden müssen. Auch verschmutzt der Draht sehr rasch, so dass eine sorgfältige Wartung erforderlich ist.

Zur Vermeidung dieser Nachteile zeichnet sich die Vorrichtung zum Schneiden urid/oder Schweissen nach der Erfindung dadurch aus, dass die geheizte Schneide eine Kante eines Abwälzorgans bildet, welches in einer Andrückbacke vorgesehen ist und welches in den die Folien festklemmenden Backen so geführt und angetrieben ist, dass diese Schneide sich auf den Folien abwälzt und dabei letztere punktweise gegen mindestens einen Teil der Gegenhaltebacke presst.

Zweckmässig werden die dabei durch Schmelzen der Folien entstehenden Wülste hierauf zwischen Teilen der beiden Bakken zu Schweissnähten gepresst.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 14 im wesentlichen eine Draufsicht auf eine Schneidund Schweissvorrichtung in vier verschiedenen Arbeitsphasen, wobei gewisse Teile weggelassen und andere geschnitten dargestellt sind, insbesondere in Fig. 2 gemäss Linie II-II von Fig. 5,
Fig. 5 einen Querschnitt gemäss Linie V-V von Fig. 2 in grösserem Massstab,
Fig. 6 eine dem Kreis VI von Fig. 5 entsprechende Einzelheit in grösserem Massstab,
Fig. 7 dieselbe Einzelheit wie in Fig. 6, aber in einer späteren Arbeitsphase,
Fig. 8-10 wesentliche Teile eines Steuermechanismus eines in einer Andrückbacke enthaltenen Abwälzorgans,
Fig. 11 das Schema einer mit zwei Vorrichtungen der in Fig. 1-10 dargestellten Art arbeitenden Verpackungseinrichtung und
Fig. 12 dasselbe Schema wie in Fig.

11, aber in einer anderen Arbeitsphase der Verpackungseinrichtung.

Die in Fig. 1-10 dargestellte Schneid- und Schweissvorrichtung weist zwei je aus mehreren Teilen zusammengesetzte Backen 1 und 2 auf, die durch nicht dargestellte Antriebsmittel bekannter Art aus einer in Fig. 1 gezeigten Öffnungslage im Sinne der Pfeile 3 aufeinander bewegt werden können, um zwei Kunststoff-Folien 4 und 5 zwischen sich festzuklemmen.

Im vorliegenden Falle werden die Folien 4 und 5 von zwei einander gegenüberliegenden Teilen eines flach gelegten Kunststoff-Schlauches 6 gebildet. Die Vorrichtung hat den Zweck, den Schlauch 6 quer zu durchschneiden und auf jeder Seite der Schnittlinie, unmittelbar neben derselben, die beiden Folien durch eine Schweissnaht miteinander zu verbinden, wie dies bei der Herstellung von Beuteln an sich bekannt ist.

Die nachfolgend als Andrückbacke bezeichnete Backe 1 weist zwei zueinander parallele Führungswangen 7 auf, die fest miteinander verbunden sind. In den Fig. 14 und 8-10 ist die obere der Wangen 7 weggelassen worden. Auf ihrer der Backe 2 gegenüberliegenden Seite wiesen die Wangen 7 auf dem grösseren Teil ihrer Länge aufeinander zu gerichtete, keilförmige Vorsprünge 8 auf, zwischen deren Enden nur ein schmaler Schlitz 9 offen ist.

Zwischen den Führungswangen 7 ist ein Abwälzorgan 10 geführt, das zwei einander gleiche, flache Aussenleisten 11 aufweist, die an den Wangen 7 gleiten. Innerhalb der Leisten 11 befinden sich zwei flache elektrische Zuführungsleiter 12, zwischen denen eine flache Innenleiste 13 festgehalten ist. Die Innenleiste 13 kann z. B. aus Teflon (Markenbezeichnung für Tetrafluorpolyäthylen) bestehen. Die Aussenleisten 11 sind mechanisch fest und elektrisch isolierend und haben eine geringe Reibung an den Führungswangen 7. Sie können aus einem einzigen oder mehreren Materialien aufgebaut sein und sind auf nicht dargestellte Weise fest miteinander verbunden, so dass sie den Körper des Abwälzorgans 10 bilden.

Die in Fig. 2 gestrichelt angedeutete Innenleiste 13 erstreckt sich nur über denjenigen Teil der Aussenleisten 11, welcher dem Schlitz 9 gegenüberliegt. Auf der der Backe 2 gegenüberliegenden, konvexen Kante 14 der Innenleiste 13 ist ein elektrischer Leiter 15 von kreisförmigem Querschnitt befestigt, der die Schneide des Abwälzorgans 10 bildet. Je nach Art und Stärke des Folienmaterials kann es zweckmässig sein, für die Schneide 15 einen der Kreisform abweichenden Querschnitt zu wählen. Der Leiter 15, der z. B. aus rostfreiem Stahl bestehen kann, ist an seinen Enden durch Verbindungsleiter 16 mit den beiden Zuführungsleitern 12 verbunden, die zu einer nicht dargestellten Stromquelle von niedriger Spannung, z. B. 1-6 Volt, führen.

Der Leiter 15 wird durch den ihn durchfliessenden Strom erhitzt und dient auf später noch näher erläuterte Weise zum Schneiden und Schweissen der Folien 4 und 5.

In den Führungswangen 7 sind unweit vom Schlitz 9 Kanäle 17 ausgespart, durch welche eine Kühlflüssigkeit fliesst. Zur Verbindung der Führungswangen 7 und zur Führung des Abwälzorganes 10 dienen zwei Zapfen 18 und 19.

Bei der Bewegung des Abwälzorgans 10 gleiten zwei Flächen 20 und 21 desselben auf den Zapfen 18 bzw. 19. Diese beiden konvexen Flächen 20 und 21 stehen im wesentlichen senkrecht zur Kante 14 der Innenleiste 13 bzw. dem Schneid- und Schweissleiter 15.

Die nachfolgend als Gegenhalterbacke bezeichnete Backe 2 weist gemäss Fig. 5 einen Führungskörper 22 auf, der auf seiner der Andrückbacke 1 gegenüberliegenden Seite zwei einander gegenüberliegende, parallele Führungsflächen 23 aufweist, an denen zwei Klemmleisten 24 geführt sind, zwischen denen zwei aneinanderliegende Pressleisten 25 verschiebbar sind. Jede Pressleiste 25 ist von einem Schenkel einer Winkelschiene 26 gebildet, deren anderer Schenkel 27 Löcher 28 aufweist, durch welche Führungsbolzen 29 hindurchgehen, die an einem Ende an einer der Klemmleisten 24 befestigt sind und ihrerseits in je zwei in Vorsprüngen 30 und 31 des Körpers 22 vorgesehenen Führungslöchern 32 und 33 geführt sind.

Auf jedem Führungsbolzen 29 sind zwei Schraubenfedern 34 und 35 angeordnet, wobei die Feder 34 eine Winkelschiene 26 am Vorsprung 30 bzw. am Führungskörper 22 abstützt, während die Feder 35 eine Klemmleiste 24 am Vorsprung 31 bzw. ebenfalls am Führungskörper 22 abstützt. Auf dem der Klemmleiste 24 entgegengesetzten, mit Gewinde versehenen Enden der Führungsbolzen 29 sind Rondellen 36, Muttern 37 und Gegenmuttern 38 aufgeschraubt. In den Klemmleisten 24 sind von einem Kühlmittel durchflossene Kanäle 39 ausgespart.

Wenn die Backen 1 und 2 geschlossen sind und die Folien 4 und 5 zwischen sich festklemmen, wird das Abwälzorgan 10 auf diesen Folien 4 und 5 aus seiner in Fig. 2 dargestellten Anfangslage über Zwischenlagen der in Fig. 3 gezeigten Art in seine in Fig. 4 dargestellte Endlage abgewälzt. Im jeweiligen Berührungs- d. h. Abwälzpunkt des elektrisch erhitzten Leiters 15 auf den aufeinanderliegenden Folien 4 und 5 schmilzt das Folienmaterial unter Bildung von zwei Wülsten 40, wobei der Leiter 15 unmittelbar auf die ihr gegenüberliegenden Pressleisten 25 der Gegenhalterbacke 2 einwirkt und dieselben gegen die Kraft der Federn 34 etwas zurückdrängt, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

Bei der Abwälzung des Leiters 15 wandert natürlich dessen Abwälzpunkt in Richtung des Schlitzes 9, so dass die beiden Folien 4 und 5 längs desselben durchschnitten werden, wobei aber deren voneinander getrennte Teile zwischen den Klemmleisten 24 und den Vorsprüngen 8 festgeklemmt bleiben. Hinter dem Abwälzpunkt werden die in Längsrichtung mit viel Spiel geführten Pressleisten 25 von den Federn 34 in die in Fig. 7 gezeigte Lage vorgeschoben, in welcher sie die Wülste 40 gegen die inneren Enden der Vorsprünge 8 pressen und dadurch die beiden gewünschten Schweissnähte 41 bilden.

Nach dem Ende der Abwälzbewegung der Schneide 15 wird auch das Ende der Schneide 15 kurz von den Pressleisten 25 abgehoben, wie später noch näher erläutert werden soll, so dass auch dort die Pressleisten 25 in die in Fig. 7 gezeigte Lage kommen können.

Die beiden Pressleisten 25 können auch zu einer einzigen Pressleiste vereinigt und durch den Steg einer T-Schiene gebildet sein, doch können sich zwei Pressleisten 25 den zähflüssigen Wülsten 40 besser anpassen. In einer nicht dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist jede Pressleiste 25 in Längsrichtung in zahlreiche unabhängig voneinander federnd auf die Backe 1 hin gepresste Abschnitte unterteilt.

Infolgedessen kommen dann diese Pressleistenabschnitte einzeln nacheinander in die in Fig. 7 gezeigte Lage, bevor der heisse Leiter 15 den ganzen Schnitt ausgeführt hat, was im Verein mit der ausgezeichneten Kühlung die Bildung der Schweissnähte 41 sehr beschleunigt.

Um die Abwälzbewegung des Abwälzorgans 10 unter Andrücken desselben an die Folien 4 und 5 bzw. die Pressleisten 25 zu bewirken, ist gemäss Fig. 8-10 eine Blattfeder 42 an den Führungswangen 7 befestigt, die auf einen zwischen den Zapfen 18 und 19 befindlichen Teil 43 der Aussenleisten 11 in Richtung auf die Backe 2 drückt. In derselben Richtung drückt auch eine Rolle 44 auf einen ausserhalb des Zapfens 18 befindlichen Teil 45 der daselbst miteinander vereinigten Aussenleisten 11. Die Rolle 44 steht dabei unter der Einwirkung einer Druckfeder 46, die sich an einem Lager 47 abstützt, in dem ein die Rolle 44 tragender Schaft 48 geführt ist. An einem abgewinkelten Ende des Teiles 45 ist ferner eine ballige Abtastrolle 49 gelagert, die einen sich in zur Abwälzebene des Abwälzorgans 10 senkrechter Richtung erstreckenden Steuerkörper 50 abtastet.

Wenn sich die Andrückbacke 1 und der Steuerkörper 50 aus der in Fig. 1 gezeigten Anfangslage in vertikaler Richtung relativ zueinander bewegen, wird wegen der zunehmenden Dicke d des Steuerkörpers 50 der Abwälzkörper im Uhrzeigerdrehsinne von Fig. 8-10 verschwenkt bzw. abgewälzt, wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich ist. In der Anfangslage (Fig. 8) befindet sich dabei der Führungszapfen 18 in einer Abkröpfung 51 der Aussenleisten 11 und in der Endlage (Fig. 10) ausserhalb derselben.

Die konvexen Führungsflächen 20 und 21 sind so ausgelegt, dass sie die korrekte Abwälzung des in Fig. 8-10 durch einen unteren Randteil des Abwälzorgans 10 veranschaulichten Schneid- und Schweissleiters 15 gewährleisten, wobei dieser die Schneide bildende Leiter 15 vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, kreisbogenförmig ist. Nach der Abwälzung der Schneide 15 auf den Pressleisten 25 (Fig. 10) trifft ein am rechten Ende der Aussenleisten 11 vorgesehener Anschlag lla auf den Zapfen 19, der bei einer kurzen Fortsetzung der Bewegung des Abwälzorgans 10 die früher erwähnte Abhebung des rechten Schneidenendes von den Pressleisten 25 bewirkt. Der Anschlag 11 a, der auch durch einen an anderer Stelle angebrachten Anschlag ersetzt werden kann, ist in den Fig. 1-4 weggelassen worden.

In Fig. 11 und 12 ist das Schema einer Verpackungseinrichtung bekannter Art dargestellt, bei der aber zwei Vorrichtungen der anhand von Fig. 1-10 erläuterten Art benützt sind, anstelle von bisher üblichen Schneid- und Schweissvorrichtungen: Mittels einer nicht dargestellten, meistens als Formschulter bezeichneten Formvorrichtung wird aus einer von einer Vorratsrolle kontinuierlich ablaufenden Bahn aus Kunststoff, insbesondere Polyäthylenfolie, der Schlauch 6 geformt, der mit Hilfe einer beheizten Rolle 52 und einer Gegendruckrolle 53 mit einer Längsschweissnaht 54 versehen wird. Mit 55 sind paarweise zusammenarbeitende Vorschubund Abzugsrollen bezeichnet. Die beiden zu durchschneidenden und miteinander zu verschweissenden Folien 4, 5 des Schlauches 6 sind in der in Fig. 11 gezeigten Lage an einer Stelle durch ein erstes geschlossenes Paar von Backen la und 2a festgeklemmt.

Die Backen la und 2a werden nun durch nicht dargestellte Antriebsmittel im Sinne der Pfeile 56 nach unten gezogen, wobei die Rolle 49 (s. Fig. 8-10) den feststehenden Steuerkörper 50 abtastet und dadurch die Abwälzung des Abtastorgans 10 bewirkt. Während die Backen la und 2a so in ihre untere Endlage gemäss Fig. 12 kommen, wird der untere Endteil 6' des Schlauches 6 abgeschnitten und oben zugeschweisst. Gleichzeitig wird ein zweites, anfangs offenes Backenpaar lb und 2b im Sinne der Pfeile 57 aus einer unteren Anfangslage (Fig. 11) nach oben bewegt. Dieses zweite Backenpaar lb, 2b wird hierauf gemäss den Pfeilen 58 (Fig. 12) im Schliessungssinne bewegt, wobei ein neuer Endteil 6" gebildet wird, in den dabei eine Dosis von zu verpakkendem, vorzugsweise körnigem Gut hineinfällt.

Die Backen la und 2a werden voneinander im Sinne der Pfeile 59 entfernt, so dass sie in die Lage der Backen lb und 2b von Fig. 11 kommen und dabei das einen abgefüllten Beutel darstellende Endstück 6' fallen lassen. Die Backen lb und 2b kommen bei der weiteren Einwärtsbewegung in die Lage der Backen la und 2a von Fig. 11, worauf sich der Arbeitszyklus wiederholt, unter Vertauschung der Funktionen der beiden B ackenpaare.

Es ist ersichtlich, dass die Verpackungseinrichtung auch mit einem einzigen Backenpaar, also mit einer einzigen Schneid- und Schweissvorrichtung arbeiten könnte, aber natürlich entsprechend langsamer. Es wird noch bemerkt, dass der Steuerkörper 50 jeweils erst nach der Schliessbewegung der Backen in seine Abtaststellung gebracht wird, um diese Schliessbewegung nicht zu stören, während das Lager 47 an der Andrückbacke 1 befestigt ist.

Selbstverständlich ist die beschriebene Schneid- und Schweissvorrichtung nicht nur bei Verpackungseinrichtungen der in Fig. 11 und 12 gezeigten Art anwendbar. Gegenüber bekannten Vorrichtungen hat sie den Vorteil, sehr dichte und reissfeste Schweissnähte zu ergeben, namentlich auch bei Polyäthylenfolien. Sie arbeitet sehr zuverlässig ohne teure Temperatur-Reguliervorrichtungen. Durch die gute Kühlung erkaltet die Schweissnaht sehr rasch, so dass sie bald belastet werden kann, wie dies bei der Einrichtung nach Fig. 11 und 12 der Fall ist. Die Backen bedürfen keiner Teflon -band Überzüge und sind darum auch unempfindlich gegen kleinkörnige Abfüllgüter, wie Zucker, von denen bei Verpackungseinrichtungen immer etwas zwischen die Backen kommt. Die Vorrichtung ist praktisch wartungsfrei, indem keine Teflon oder Gummiteile ausgewechselt werden müssen.

Claims

PATENTANSPRUCH

Vorrichtung zum Schneiden und/oder Schweissen von Kunststoff-Folien, mit zwei zum Festklemmen der Folien dienenden Backen, von denen eine mit einer geheizten, zum Schneiden der Folien dienenden Schneide versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die geheizte Schneide (15) eine Kante eines Abwälzorgans (10) bildet, welches in einer Andrückbacke (1) vorgesehen ist und welches in den die Folien (4, 5) festklemmenden Backen (1, 2) so geführt und angetrieben ist, dass diese Schneide sich auf den Folien (4, 5) abwälzt und dabei letztere punktweise gegen mindestens einen Teil (25) der Gegenhalterbacke (2) presst.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, dass die beim Abwälzen der Schneide (15) aufden Folien (4, 5) die durch Schmelzen derselben entstehenden Wülste (40) anschliessend zwischen Teilen (25, 8) der beiden Backen (1, 2) zu Schweissnähten (41) gepresst werden.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückbacke (1) zwei Führungswangen (7) aufweist, zwischen denen das Abwälzorgan (10) geführt ist; dass die Schneide aus einem elektrischen Leiter (15) besteht, dessen Enden mit zwei im Abwälzorgan vorgesehenen Zuführungsleitern (12) verbunden sind und der auf der Kante (14) einer zwischen den Zuführungsleitern angeordneten, flachen Leiste. (13) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Zuführungsleitern (12) und den beiden Führungswangen (7) zwei Aussenleisten (11) vorgesehen sind, die den Körper des Abwälzorgans (10) bilden.

4. Vorrichtung nach Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Führungswangen (7) auf ihrer der Gegenhaltebacke (2) zugewandten Seite mit aufeinander zu gerichteten, keilförmigen Vorsprüngen (8) versehen sind, die einen Schlitz (9) begrenzen, durch den die Schneide (15) sich auf den Folien (4, 5) abwälzt.

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhaltebacke (2) einen Führungskörper (22) aufweist, in welchem zwei durch Federn (35) auf die Andrückbacke (1) hin gedrückte Klemmleisten (24) und mindestens eine zwischen den letzteren angeordnete, ebenfalls durch Federn (34) auf die Andrückbacke hin gepresste Pressleiste (25) geführt sind.

6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Pressleisten (25) vorgesehen sind, die durch zwei Schenkel zweier Winkelstücke (26) gebildet sind, deren andere Schenkel (27) an Führungsbolzen geführt sind, die mit den Klemmleisten (24) verbunden sind und auf denen die genannten Federn in Form von Schraubenfedern (34, 35) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Unteransprüchen 4 und 5, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, dass die Schmelzwülste (40) zwischen der Pressleiste oder den Pressleisten (25) und den Vorsprüngen (8) der Führungswangen (7) zu den Schweissnähten (41) gepresst werden.

8. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der Vorsprünge (8) und in den Klemmleisten (24) Kanäle (17 bzw. 39) für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressleiste oder die Pressleisten in ihrer Längsrichtung in Abschnitte unterteilt ist bzw. sind, die einzeln federnd auf die Andrückbacke hin gepresst werden.

10. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswangen (7) durch zwei Zapfen (18, 19) miteinander verbunden sind, die zugleich zur Führung des Abwälzorgans (10) dienen.

11. Vorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen den Zapfen (18, 19) befindlicher Teil (43) des Abwälzorgans (10) durch eine an den Führungswangen (7) befestigte Blattfeder (42) auf die Gegenhalterbacke (2) hin gedrückt wird.

12. Vorrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Anfangslage des Abwälzorgans (10) einer dieser Zapfen (18) in eine in demselben vorgesehene Abkröpfung (51) eingreift, und dass ein ausserhalb dieses Zapfens (18) befindlicher Teil (45) des Abwälzorgans (10) einerseits durch eine federbelastete Rolle (44) in Richtung auf die Gegenhalterbacke (2) hin und anderseits durch eine einen Steuerkörper (50) abtastende Abtastrolle (49) von dieser Gegenhalterbacke (2) weggedrückt wird, wenn sich die Andrückbacke (1) relativ zum Steuerkörper (50) in zur Abwälzebene senkrechter Richtung bewegt.