DE10019288A1 - Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem Kunststoff - Google Patents
Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem KunststoffInfo
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zum Verschweißen von thermoplastischem Kunststoff (1), mit einem Backenkörper (2), einer Heizeinrichtung (4) und einem Element (9), gegen das der Backenkörper (2) drückt, ist eine Materialaussparung (12) in der Schweißfläche (5) des Backenkörpers (2) oder der Oberfläche (10) des Elementes (9) vorgesehen, um von passgenauen Flächenbereichen (11) weggedrückten, aufgeschmolzenen Kunststoff (1) in der Materialaussparung (12) aufzunehmen. Mit einer Materialaussparung (12), die vorzugsweise 10 bis 100 Mikrometer tief ist, wird ein relativ fester, dicker Bereich einer Schweißnaht (7) erzeugt. Dieser Bereich erfährt einen Druck des Backenkörpers (2), der dem Druck auf die restliche Schweißnaht (7) entspricht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem
Kunststoff, mit einem Backenkörper, einer Heizeinrichtung am oder im Backenkörper,
einer Schweissfläche, sowie mit einem Element, wobei der Kunststoff zwischen der
Schweissfläche und einer Oberfläche des Elementes einklemmbar ist, um ihn mittels
Druck und Wärme zu verschweissen.
Es ist bekannt, zwei Lagen Kunststofffolie zwischen eine Schweissfläche eines
Backenkörpers und der Oberfläche eines Elementes, z. B. eines zweiten
Backenkörpers oder eines Füllrohres einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine einzu
klemmen und die Lagen in Folge der Backenkörperwärme und dem erzeugten Druck
miteinander zu verschweissen. Derart werden Kopf-, Boden- und Längssiegelnähte
von Schlauchbeuteln erzeugt. Der Kunststoff wird aufgeschmolzen und in Folge des
Druckes aus der Siegelnaht gedrückt, so dass sich an den Rändern einer Siegelnaht
eine Ansammlung von erstarrtem, aus dem Siegelbereich herausgedrücktem
Kunststoff befindet.
Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie Siegelnähte erzeugen,
deren Festigkeit in Folge des weggedrückten Kunststoffes reduziert ist. Eine
Kunststoffansammlung am Rande einer Siegelnaht hat ebenfalls eine relativ niedrige
Festigkeit, da dieser Kunststoff dort eine Druckaufbringung erfuhr. Ein relativ hoher
Siegeldruck ist jedoch notwendig, um eine ausreichende Verschlingung der
Kohlenwasserstoffketten der miteinander zu verschweissenden Lagen zu erreichen.
Wird der Druck erhöht, so wird mehr aufgeschmolzener Kunststoff verdrängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Siegelnahtfestigkeit zu erhöhen.
Gelöst ist die Aufgabe gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Danach
sind die Schweissnähte und die Oberfläche nur in einem Flächenbereich für ein
passgenaues, Druck übertragendes Gegeneinanderliegen vorgesehen, und ist eine
Materialaussparung in der Schweissfläche oder in der Oberfläche vorgesehen, um vom
Flächenbereich aufgeschmolzenen und weggepressten Kunststoff unter Druck
aufbringung aufzunehmen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Siegelnahtfestigkeit
erhöht ist, da sich im Bereich der Materialaussparung eine relativ dicke
Kunststoffschicht bildet, welche aus weggepresstem Kunststoff und dort ohnehin
vorhandenem Kunststoff besteht. Diese Kunststoffschicht wird in Folge des Drucks des
Backenkörpers in der Materialaussparung zusammengedrückt, so dass sich die
Kohlenwasserstoffketten sicher verschlingen können. Im Bereich der Material
aussparung entsteht nach dem Erstarren des Kunststoffes eine relativ dicke Schicht,
die mit demselben Druck zusammengepresst wurde wie deren benachbarte
Kunststoffbereiche. Die Tiefe der Materialaussparung hängt von der auf einer Folie
vorgegebenen Kunststoffdicke, der Schweisstemperatur und dem Schweissdruck ab.
In der Praxis, bei den üblichen Werten für Kunststofffolien und bei vertikalen
Schlauchbeutelmaschinen sind Tiefen zwischen 10 und 100 Mikrometer sinnvoll, um
gute Nahtfestigkeiten zu erzielen. In der Zeichnung sind diese Tiefen der besseren
Veranschaulichung wegen übertrieben dargestellt.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10
beschrieben.
Ist das Element ein Backenkörper mit einer Heizeinrichtung (Anspruch 2), so wird der
Kunststoff von gegenüberliegenden Seiten mit Wärme aufgeschmolzen, wodurch der
Aufschmelzvorgang relativ schnell erfolgt. Als Element kann aber auch ein Füllrohr
dienen, welches zur Aufnahme eines Folienschlauches vorgesehen ist (Anspruch
3). Letzteres ist bei der Längsnahtverschweissung des Folienschlauches an einer
vertikalen Schlauchbeutelmaschine der Fall. Die Materialaussparung kann hierbei im
Füllrohr oder in der Längssiegelbacke vorgesehen werden.
Als Flächenbereich eignet sich eine ebene Fläche (Anspruch 4), da diese besonders
passgenau bezüglich einer gleichmässigen Druckaufbringung auf den Kunststoff
bearbeitet werden kann. Die Materialaussparung kann dann in einfacher Weise, z. B.
durch Fräsen, Ätzen oder Abschleifen des Backenkörpers oder des Elementes, erreicht
werden. Der Flächenbereich kann aber auch eine Profilierung aufweisen (Anspruch 5),
welche zu einem lokalen Strecken einer zu verschweissenden Kunststofffolie dient,
diese verdünnt und sie somit schneller verschweisst. Hierbei kann eine
Materialaussparung durch eine Abflachung einzelner Profile erreicht werden. An einem
abgeflachten Profil wird gegenüber dem mit diesem Profil zusammenwirkenden Profil
eine Materialaussparung gebildet.
Ist die Materialaussparung eine Rinne (Anspruch 6, Anspruch 9), so ist sie
durchgehend, und es wird eine durchgehende Erhöhung der Siegelnahtfestigkeit
erreicht. Dies ist für eine Siegelnaht eines Beutels wichtig, da eine lokal niedrige
Siegelnahtfestigkeit dort zu einem ungewünschten Auftrennen der Siegelnaht führen
kann. Die Rinne kann durch ein Materialabnehmen an einer ebenen, geraden
Siegelfläche oder einer profilierten Siegelfläche (Anspruch 9) erreicht werden.
Es ist sinnvoll, die Materialaussparung, die nicht durchgängig sein muss, um ihren
Effekt zu erbringen, parallel zu einer Begrenzung des Kunststoffes verlaufen zu lassen
(Anspruch 7), z. B. parallel zum Rand bzw. Ende eines Beutels. Somit wird eine an der
Begrenzung vorgesehene Siegelnaht besonders gestärkt. Dies ist ebenso der Fall,
wenn analog Anspruch 8 die Materialaussparung parallel und längs zu einem sich
längs erstreckenden Backenkörper vorgesehen ist, was insbesondere für Längs- und
Quersiegelbacken von Schlauchbeutelmaschinen (Anspruch 10) von Vorteil ist, da
diese Backen an Beutelbegrenzungen wirken.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand Ausführungsbeispiele darstellender Figuren
näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 in einer Seitenansicht zwei gegeneinander bewegliche Backenkörper, die für
eine Verschweissung eines Folienschlauches vorgesehen sind, mit jeweils
einer Materialaussparung an den beiden Siegelflächen jedes Backenkörpers,
wobei ein Backenkörper ein Stechmesser zum Durchtrennen des
Folienschlauches enthält;
Fig. 2 in einer Seitenansicht die Siegelflächen und die Materialaussparungen des
Backenkörpers der Fig. 1, der kein Stechmesser enthält;
Fig. 3 in einer Seitenansicht zwei gegeneinander bewegliche Backenkörper, wobei
die Siegelflächen profiliert sind, und der linke Backenkörper abgeflachte
Profile aufweist;
Fig. 4 in einer Schnittdarstellung eine Längssiegelbacke mit einer Materialaus
sparung an ihrer Siegelfläche beim Verschweissen der Längsnaht eines
Folienschlauches, welcher ein Füllrohr umschliesst, sowie
Fig. 5 in einem Schnitt entlang A-A der Fig. 4 und in vergrösserter Darstellung den
Gegenstand der Fig. 4.
Bei einer Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem Kunststoff 1 werden
zwei Backenkörper 2, 8 (Fig. 1, Fig. 2) gegen einen Folienschlauch 3 gedrückt, um
diesen zu verschweissen. Jeder Backenkörper 2 weist zwei Heizeinrichtungen 4 und
zwei weitgehend glatte, ebene Schweissflächen 5 auf. Der Folienschlauch 3 wird
zwischen den Backenkörpern 2, 8 eingeklemmt, um ihn mittels Druck und Wärme zu
verschweissen. Ein Stechmesser 6 in einem der beiden Backenkörper 2, 8 dient einer
Durchtrennung des Folienschlauches 3 zwischen den beiden am Folienschlauch 3
erzeugten Schweissnähten 7. Der rechte Backenkörper 8 dient als Element 9, gegen
das ein Druckaufbau erfolgt. Seine Oberfläche 10 ist eine zur Schweissfläche 5 des
anderen Backenkörpers 2 analoge Schweissfläche 5. Die Schweissflächen 5 weisen
jeweils einen geraden, ebenen Flächenbereich 11 für ein passgenaues, Druck
übertragendes Gegeneinanderliegen der Schweissflächen 5 auf, sowie eine
Materialaussparung 12. Die Materialaussparung 12 dient dazu, vom Flächenbereich 11
aufgeschmolzenen und weggepressten Kunststoff 1 unter Druckaufbringung
aufzunehmen. Der in die 20 Mikrometer tiefe Materialaussparung 12 fliessende
Kunststoff 1 erfährt dort in Folge dieser geringen Tiefe den gleichen Druck wie der
Kunststoff 1, der sich zwischen den ebenen Flächen 13 der Flächenbereiche 11
befindet. Eine Materialaussparung 12 hat jeweils die Form einer Rinne 14, welche sich
parallel und längs zu den sich längs erstreckenden Backenkörpers 2, 8 erstreckt. Die
Backenkörper 2, 8 sind Teil einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 3) ist der Flächenbereich 11 der
Schweissfläche 5 zweier gegeneinander beweglicher Backenkörper 2, 8 mit jeweils
einer Profilierung 15 vorgesehen. In der Profilierung 15 des Backenkörpers 2 sind zwei
von beiden Backenkörpern 2, 8 gemeinsam erzeugte Rinnen 14 dadurch erreicht
worden, dass zwei Reihen 18 abgeflachter Profile 16 bei ansonsten erhöhten Profilen
17 vorgesehen wurden. Der Höhenunterschied der Profile 16, 17 beträgt 30
Mikrometer. Beim Zusammendrücken der Backenkörper 2, 8 kann der fliessfähige
Kunststoff 1 in diese Materialaussparung 12 fliessen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 ist das Element 9 ein Füllrohr 19,
welches der Aufnahme eines Folienschlauches 3 dient. Die Materialaussparung 12
verläuft parallel zu einer Begrenzung 20 des Kunststoffes 1 und ist in einem Backenkörper
8 vorgesehen, der Teil einer Längssiegeibacke ist. Die Längssiegelbacke dient
der Erzeugung einer Schweissnaht 7, um den Folienschlauch 3 längs zu
verschweissen. Der Backenkörper 8 wird gegen das Element 9 gepresst, wobei der
Kunststoff 1 aufgeschmolzen und in die Materialaussparung 12 gedrückt wird.
1 Kunststoff
2, 8 Backenkörper
3 Folienschlauch
4 Heizeinrichtung
5 Schweissfläche
6 Stechmesser
7 Schweissnaht
9 Element
10 Oberfläche von 9
11 Flächenbereich
12 Materialaussparung
13 ebene Fläche
14 Rinne
15 Profilierung
16 abgeflachtes Profil
17 erhöhtes Profil
18 Reihe
19 Füllrohr
20 Begrenzung
2, 8 Backenkörper
3 Folienschlauch
4 Heizeinrichtung
5 Schweissfläche
6 Stechmesser
7 Schweissnaht
9 Element
10 Oberfläche von 9
11 Flächenbereich
12 Materialaussparung
13 ebene Fläche
14 Rinne
15 Profilierung
16 abgeflachtes Profil
17 erhöhtes Profil
18 Reihe
19 Füllrohr
20 Begrenzung
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem Kunststoff, mit einem
Backenkörper, einer Heizeinrichtung am oder im Backenkörper, einer
Schweissfläche, sowie mit einem Element, wobei der Kunststoff zwischen der
Schweissfläche und einer Oberfläche des Elementes einklemmbar ist, um ihn
mittels Druck und Wärme zu verschweissen, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schweissfläche (5) und die Oberfläche (10) in einem Flächenbereich (11) für ein
passgenaues, Druck übertragendes Gegeneinanderliegen vorgesehen sind, und
dass eine Materialaussparung (12) in der Schweissfläche (5) oder in der
Oberfläche (10) vorgesehen ist, um vom Flächenbereich (11) aufgeschmolzenen
und weggepressten Kunststoff (1) unter Druckaufbringung aufzunehmen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (9) ein
Backenkörper (2, 8) mit einer Heizeinrichtung (4) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (9) ein
Füllrohr (19) ist, welches zur Aufnahme eines Folienschlauches (3) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, dass der Flächenbereich (11) eine ebene Fläche (13) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Flächenbereich (11) eine Profilierung (15) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Materialaussparung (12) eine Rinne (14) ist, deren Tiefe
vorzugsweise 10 bis 100 Mikrometer beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Materialaussparung (12) parallel zu einer Begrenzung (20) des Kunststoffes (1)
verläuft.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, und nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Materialaussparung (12) parallel und längs zu einem
sich längs erstreckenden Backenkörper (2, 8) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (14) durch
eine Reihe abgeflachter Profile (16) gebildet wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Backenkörper
(2, 8) Teil einer Schlauchbeutelmaschine ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000119288 DE10019288A1 (de) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem Kunststoff |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000119288 DE10019288A1 (de) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem Kunststoff |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10019288A1 true DE10019288A1 (de) | 2001-10-25 |
Family
ID=7639238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2000119288 Withdrawn DE10019288A1 (de) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Vorrichtung zum Verschweissen von thermoplastischem Kunststoff |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10019288A1 (de) |
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