DE102007013197A1 - Trenn- und Siegelvorrichtung - Google Patents

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Germany
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Ulrich Schumayer
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Beck Packautomaten GmbH and Co KG
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Abstract

Trennschweißvorrichtung zum gleichzeitigen Trennen und benachbarten Schweißen von zwei aufeinanderliegenden Folienbahnen 41, 42, mit einem Schweißbalken 11 und einer Schweißunterlage 31, die zum Trennschweißen aneinander annäherbar sind, wobei der Schweißbalken 11 eine Trennschneide 13 und zumindest eine dazu parallele Siegelleiste 17, 18 umfasst und eine gemeinsame Heizvorrichtung für diese aufweist, wobei differenzierte Wärmeleit- und/oder Wärmeisoliermittel vorgesehen sind, die bei Beheizung des Schweißbalkens 11 eine höhere Trenntemperatur an der Trennschneide und eine niedrigere Siegel- bzw. Schweißtemperatur an der zumindest einen Siegelleiste 17, 18 bewirken.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Trenn- und Siegelvorrichtung zum gleichzeitigen zueinander benachbarten thermischen Trennen und Siegeln von zwei aufeinanderliegenden Folienbahnen, mit einem Arbeitsbalken und einer Arbeitsunterlage, die zum Trennen und Siegeln aneinander annäherbar sind. Bei dem genannten Siegeln entsteht eine Breitnaht, zwischen den Folienbahnen parallel zur Trennstelle, die beide Folienbahnen deckungsgleich durchsetzt.
  • Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet derartiger Trenn- und Siegelvorrichtungen sind Folienverpackungsmaschinen, bei denen Packgutstücke zwischen zwei Folienlagen eingeschlossen werden sollen. Hierbei wird zwischen einzelnen Packgutstücken, die aufeinander folgen, ein Trennen der Folienbahnen und beidseitig der Trennstelle ein gleichzeitiges doppeltes Siegeln erforderlich, während zu beiden Seiten der Packgutstücke jeweils nur ein Abtrennen von ungleichmäßigen Überständen und ein gleichzeitiges einfaches Siegeln innerhalb der Trennstellen erforderlich ist. Die vorgenannten Vorgänge, d.h. sowohl das Siegeln als auch das Trennen erfolgen weitgehend thermisch, jedoch unter unmittelbarem mechanischen Kontakt der Trenn- und Siegelvorrichtungen mit den Folienbahnen, wobei zum Trennen eine höhere Temperatur als zum Siegeln erforderlich ist.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache Trenn- und Siegelvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die betriebssicher und verschleißarm arbeitet. Die Lösung besteht in einer Trenn- und Siegelvorrichtung zum gleichzeitigen thermischen Trennen und benachbarten Siegeln von zwei aufeinanderliegenden Folienbahnen, mit einem Arbeitsbalken und ei ner Arbeitsunterlage, die zum Trennen und Siegeln aneinander annäherbar sind, wobei der Arbeitsbalken eine Trennschneide und zumindest eine dazu parallele Siegelleiste umfaßt und eine gemeinsame Heizvorrichtung für diese aufweist, wobei differenzierte Wärmeleit- und/oder Wärmeisoliermittel vorgesehen sind, die bei Beheizung des Arbeitsbalkens eine höhere Trenntemperatur an der Trennschneide und eine niedrigere Siegeltemperatur an der zumindest einen Siegelleiste bewirken. In vorteilhafter Weise wird hiermit nur eine einzige Heizvorrichtung erforderlich, die zwei verschiedene bzw. drei verschiedene beheizte Arbeitselemente, nämlich Trennschneide und Siegelleisten, alleine aufgrund differenzierter Wärmeleitung bzw. Wärmeisolierung auf die erforderlichen unterschiedlichen Arbeitstemperaturen einstellt.
  • Der gewählte Aufbau ist einfach und hat keinerlei bewegliche Teile mit Ausnahme einer Hubvorrichtung für den gesamten Arbeitsbalken. Aufgrund der elastischen Auflage auf der Arbeitsunterlage erfolgt praktisch kein Verschleiß an der Schneidkante der Trennschneide und an den Siegelleisten. Darüberhinaus ist die Arbeitsweise geräuscharm.
  • Nach einer bevorzugten Ausführung ist die Trennschneide ausschließlich über metallische Teile mit einem Aufnahmeelement für die Heizvorrichtung verbunden. Dieses Aufnahmeelement kann insbesondere einen metallischen Grundkörper mit einer zentralen Bohrung darstellen, aus dem die Trennschneide einstückig ausgebildet ist.
  • Alternativ kann das Aufnahmeelement einen längsgeteilten metallischen Grundkörper umfassen, der aus zwei Teilen mit jeweils einer Längsnut besteht, die sich zu einem Aufnahmehohlraum für die Heizvorrichtung ergänzen, wobei eines der Teile einstückig die Trennschneide ausbildet.
  • Weiterhin ist in günstiger Ausführung die zumindest eine Siegelleiste durch eine nichtmetallische Isolierleiste von dem Aufnahmeelement für die Heizvorrichtung getrennt. Alternativ hierzu oder in Kombination damit kann die zumindest eine Siegelleiste über metallische Kontaktbereiche von begrenzter Querschnittsfläche mit dem Aufnahmeelement für die Heizvorrichtung verbunden sein.
  • Da die Siegelleiste auf eine Mindestbetriebtemperatur eingestellt werden muß, ist z.B. vorgesehen, daß die zumindest eine Siegelleiste mit einer Schmalkante an dem Aufnahmeelement wärmeleitend anliegt, während sie mit einer Breitseite auf eine Isolierleiste aufgesetzt ist, die zwischen dem Aufnahmeelement und der Siegelleiste liegt. Die gegenüberliegende Schmalkante der Siegelleiste bildet dann den Arbeitsbereich, der die Siegeltemperatur aufweisen soll.
  • Üblicherweise werden zwei Siegelleisten und zwei Isolierleisten in symmetrischer Anordnung mit einem metallischen Grundkörper, der das Aufnahmeelement für die Heizvorrichtung bildet, verbunden sein und symmetrisch zur Trennschneide liegen. In Annäherungsrichtung zwischen Arbeitsbalken und Arbeitsunterlagen steht die Trennschneide um ein Maß über die Siegelleisten über, das größer ist, als die Dicke der zu trennenden und zu siegelnde thermoplastischen Folienbahnen. Die elastische Auflage auf der Arbeitsunterlage kann insbesondere Silikon sein, in das sich die Trennschneide beim Absenken verschleißlos eindrückt, bis die Siegelleisten flach auf der Arbeitsunterlage aufliegen.
  • Die Form der Trennschneide kann im Querschnitt keilförmig sein, andere Querschnitte sind nicht ausgeschlossen. Die Siegelleisten können gleichfalls unterschiedliche Formen aufweisen, wobei durch die Breite ihres Arbeitsbereiches zugleich die Breite der Siegelnähte bestimmt wird.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend beschrieben.
  • 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schweißbalken im Abstand zur Schweißunterlage im Querschnitt.
  • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Schweißbalken in auf die Schweißunterlage mit aufliegenden Folien abgesenkter Position;
  • 3 zeigt ein Aufnahmeelement mit Trennschneide in einer ersten zweigeteilten Ausführung in Schrägansicht als Einzelheit
    • a) in Explosionsdarstellung
    • b) in montiertem Zustand;
  • 4 zeigt ein Aufnahmeelement mit Trennschneide in einer zweiten zweigeteilten Ausführung in Schrägansicht als Einzelheit
    • a) in Explosionsdarstellung
    • b) in montiertem Zustand.
  • Die Figuren werden nachstehend gemeinsam beschrieben. An dem im Querschnitt dargestellten Arbeitsbalken 11, der bei im wesentlichen gleichem Querschnitt über eine der Breite der zu trennenden Folienbahnen entsprechende Länge verfügt, ist ein zentraler Grundkörper aus Metall erkennbar, der das Aufnahmeelement 12 für eine Heizvorrichtung bildet und der unten eine Trennschneide 13 ausbildet. In dem Aufnahmeelement 12 ist eine längsverlaufende Aufnahmebohrung 14 erkennbar, in die eine elektrische Heizpatrone oder mehrere elektrische Heizpatronen eingesetzt werden können. Die Heizpatrone selber ist hier nicht dargestellt. Zur Vermeidung des Herstellenmüssens einer Langlochbohrung kann auch ein längsgeteiltes Aufnahmeelement aus zwei Teilen mit jeweils einer Längsnut gewählt werden, die sich zu einem Aufnahmehohlraum für die Heizvorrichtung ergänzen, wobei zumindest eines dieser Teile die Trennschneide ausbildet.
  • An den Flanken der Trennschneide 13 sind in symmetrischer Anordnung nichtmetallische Isolierleisten 15, 16 aufgelegt, die ihrerseits metallische Siegelleisten 17, 18 tragen, die mit Verschraubungsmitteln 23 gehalten wird. Die Siegelleisten 17, 18 sind damit teilweise wärmeisoliert vom Aufnahmeelement 12, liegen aber mit kurzen Stirnkanten 19, 20 an Absätzen 21, 22 des Aufnahmeelements 12 wärmeleitend an. Bei Beheizung des Aufnahmeelements 12 durch eine in die Aufnahmebohrung 14 eingesetzten Heizpatrone nimmt aufgrund dieser Konstruktion die Trennschneide 13 eine höhere Temperatur an, als die unteren Arbeitsbereiche der Siegelleisten 17, 18. Anstelle der Isolierleisten kann auch ein Luftspalt oder begrenzte, z.B. zapfenförmige Kontaktflächen mit begrenzten Querschnitt vorgesehen sein.
  • In 1 ist der Arbeitsbalken 11 in Ruhelage gezeigt. Hierbei hat die Trennschnei de 13 einen Höhenabstand von der Arbeitsunterlage 31, die eine Silikonauflage 32 und eine massive, insbesondere metallische Grundplatte 33 umfaßt. Der Abstand der Trennschneide 13 zur Oberfläche der Arbeitsunterlage 31 ist so groß, daß zwei aufeinanderliegende Folienlagen zwischen beide eingeführt werden können.
  • In 2 ist der zuvor in der Ruhestellung gezeigte Arbeitsbalken 11 in seine Arbeitsstellung abgesenkt, nachdem zuvor zwei aufeinanderliegende Folienbahnen 41, 42 auf die Silikonauflage 32 gelegt worden waren. Die Trennschneide 13 hat hierbei unter Eindrücken der Silikonauflage 32 die Folienlagen 41, 42 thermisch getrennt, während gleichzeitig die Siegelleisten 17, 18 mit seitlichem Abstand von der Trennstelle 43 die aufeinanderliegenden Folienbahnen 41, 42 thermisch versiegeln, d.h. in einer Breitnaht verschweißen. Die hierfür erforderliche Temperatur liegt niedriger als die zum thermischen Trennen notwendige Temperatur. Nach dem Zurückführen des Arbeitsbalkens 11 in seine Ruhelage sind die Folienlagen quer zur Zeichnungsebene durchgehend gesiegelt. Sofern durch den Trennvorgang nur ein Überstand neben einer zu erzeugenden Siegelnaht abgetrennt werden soll, kann der Arbeitsbalken auch mit einer einzelnen Siegelleiste in im übrigen gleicher Ausführung aufgebaut sein und eingesetzt werden.
  • Die beiden Darstellungen der 3 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist jeweils in isometrischer Schrägansicht ein erfindungsgemäßes Aufnahmeelement 12 gezeigt, das eine Aufnahmebohrung 14 zum Einsetzen einer Heizpatrone aufweist. An dem Aufnahmeelement 12 ist eine keilförmig zugespitzte Trennschneide 13 einstückig angeformt. Das Aufnahmeelement 12 ist aus zwei Teilen zusammengesetzt und umfaßt einen Grundkörper 24 und einen Einsatzkörper 25. Der Einsatzkörper 25 sitzt paßgenau im Grundkörper 24. In jedem dieser beiden Teile ist eine Längsnut 26, 27 mit halbrundem Querschnitt ausgebildet, die sich in der in Darstellung b gezeigten montierten Stellung zur Aufnahmebohrung 14 ergänzen. Unterhalb der Aufnahmebohrung 14 ist eine weitere Aufnahmebohrung 28 zur Aufnahme eines Temperatursensors ausgeführt, die im Bereich der Trennschneide liegt.
  • Das jeweils nach hinten abgebrochene Aufnahmeelement hat über der gesamten Länge im wesentlichen einen unveränderten Querschnitt.
  • Die beiden Darstellungen der 4 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist jeweils in isometrischer Schrägansicht ein erfindungsgemäßes Aufnahmeelement 12 gezeigt, das eine Aufnahmebohrung 14 zum Einsetzen einer Heizpatrone aufweist. An dem Aufnahmeelement 12 ist eine keilförmig zugespitzte Trennschneide 13 einstückig angeformt. Das Aufnahmeelement 12 ist aus zwei Teilen zusammengesetzt und umfaßt einen Grundkörper 24 und einen Einsatzkörper 25. Verschraubungsmittel 31 sind nur mit einer Mittellinie angedeutet und halten den Einsatzkörper 25 im Grundkörper 24. In jedem dieser beiden Teile ist eine Längsnut 26, 27 mit halbrundem Querschnitt ausgebildet, die sich in der in Darstellung b gezeigten montierten Stellung zur Aufnahmebohrung 14 ergänzen. Im Aufnahmeelement ist oberhalb der Aufnahmebohrung 14 eine kleinere Aufnahmebohrung 28 ausgebildet, die zur Aufnahme eines Temperatursensors dient. Die Bohrung 28 wird durch zwei im Querschnitt halbkreisförmige Längsnuten 29, 30 gebildet, die sich am fertigmontierten Aufnahmeelement zur Bohrung 28 ergänzen.
  • Das jeweils nach hinten abgebrochene Aufnahmeelement hat über der gesamten Länge im wesentlichen einen unveränderten Querschnitt.
    • 11
    Arbeitsbalken
    12
    Aufnahmeelement
    13
    Trennschneide
    14
    Aufnahmebohrung
    15
    Isolierleiste
    16
    Isolierleiste
    17
    Siegelleiste
    18
    Siegelleiste
    19
    Schmalkante
    20
    Schmalkante
    21
    Absatz
    22
    Absatz
    23
    Verschraubungsmittel
    24
    25
    26
    Längsnut
    27
    Längsnut
    28
    Aufnahmebohrung
    29
    Längsnut
    30
    Längsnut
    31
    Arbeitsunterlage
    32
    Silikonschicht
    33
    Grundplatte
    41
    Folienlage
    42
    Folienlage
    43
    Trennstelle

Claims (10)

  1. Trenn- und Siegelvorrichtung zum gleichzeitigen thermischen Trennen und benachbarten Siegeln von zwei aufeinanderliegenden Folienbahnen (41, 42), mit einem Arbeitsbalken (11) und einer Arbeitsunterlage (31), die zum Trennen und Siegeln aneinander annäherbar sind, wobei der Arbeitsbalken (11) eine Trennschneide (13) und zumindest eine dazu parallele Siegelleiste (17, 18) umfaßt und eine gemeinsame Heizvorrichtung für diese aufweist, wobei differenzierte Wärmeleit- und/oder Wärmeisoliermittel vorgesehen sind, die bei Beheizung des Arbeitsbalkens (11) eine höhere Trenntemperatur an der Trennschneide (13) und eine niedrigere Siegeltemperatur an der zumindest einen Siegelleiste (17, 18) bewirken.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschneide (13) ausschließlich über metallische Teile mit einem Aufnahmeelement (12) für die Heizvorrichtung verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Siegelleiste (17, 18) durch eine nichtmetallische Isolierleiste (15, 16) von dem Aufnahmeelement (12) für die Heizvorrichtung getrennt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Siegelleiste (17, 18) über metallische Kontaktbereiche von begrenzter Querschnittsfläche mit dem Aufnahmeelement (12) für die Heizvorrichtung verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Siegelleiste (17, 18) mit einer Schmalkante (19, 20) mit dem Aufnahmeelement (12) wärmeleitend verbunden ist und mit einer Breitseite an der Isolierleiste (15, 16) anliegt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein massives Aufnahmeelement (12) eine Aufnahmebohrung (14) für die Heizvorrichtung aufweist und einstückig die Trennschneide (13) ausbildet.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein längsgeteiltes Aufnahmeelement (12) aus zwei Teilen (24, 25) mit jeweils einer Längsnut (26, 27) besteht, die sich zu einem Aufnahmehohlraum (14) für die Heizvorrichtung ergänzen, wobei eines der Teile die Trennschneide (13) ausbildet.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Siegelleisten (17,18) in symmetrischer Anordnung mit der Trennschneide (13) verbunden sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschneide (13) in Annäherungsrichtung zur Arbeitsunterlage (31) über die zumindest eine Siegelleiste (17, 18) übersteht.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißunterlage (31) eben ist und mit einer elastischen Schicht, insbesondere mir einer Silikonschicht (32) belegt ist.
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DE102009020164A1 (de) 2009-05-07 2010-11-25 Beck Packautomaten Gmbh & Co. Kg Unterstempel für eine Trenn- und/oder Siegelvorrichtung
CN112830022A (zh) * 2021-02-08 2021-05-25 中山市三卓智能科技有限公司 薄膜包装机

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