DE102009056564A1

DE102009056564A1 - Folienschweissvorrichtung

Info

Publication number: DE102009056564A1
Application number: DE102009056564A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Kuttler
Original assignee: KSL KUTTLER AUTOMATION SYSTEMS GmbH; KSL-KUTTLER AUTOMATION SYSTEMS GmbH
Current assignee: KSL KUTTLER AUTOMATION SYSTEMS GmbH; KSL-KUTTLER AUTOMATION SYSTEMS GmbH
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2011-04-07
Also published as: WO2011035933A2; WO2011035933A3

Abstract

Folienschweissvorrichtung zum Verschweissen von zwei Folien miteinander mit einem Balken und einer an dem Balken angeordneten Schweisseinrichtung, wobei eine an dem Balken angeordnete Absaugvorrichtung zum Absaugen von Rauch vorhanden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Folienschweissvorrichtung zum Verschweissen von zwei Folien miteinander mit einem Balken und einer an dem Balken angeordneten Schweisseinrichtung.
STAND DER TECHNIK
Der Stand der Technik ist in der Weise ausgebildet, dass beim Schweissen entstehender Rauch nicht eingefangen und abgesaugt wird. Dadurch kommt es zu Ablagerungen innerhalb der Maschinenteile, welche wiederum zu einer kürzeren Lebensdauer der einzelnen Teile führt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst wartungsfreie verschmutzungs resistente, langlebige Folienschweissvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche sich einfach in ein Baukastenprinzip einordnen lässt. Ausserdem soll eine benutzerfreundliche und einfach zu handhabende Aufteilung sowie Anwendung erreicht werden, wobei die Nachteile des Standes der Technik behoben oder zumindest gemildert werden sollen. Insbesondere soll die Vorrichtung einfach aufgebaut und günstig zu betreiben sein, wobei eine hohe Verbesserung der flexiblen Anwendbarkeit angestrebt wird.
Die Aufgabe wird mit einer Folienschweissvorrichtung nach Anspruch 1 und den nebengeordneten Ansprüchen 10, 13, 17 und 19 gelöst.
Eine Folienschweissvorrichtung weist eine an einem Balken angeordnete Absaugvorrichtung zum Absaugen von Rauch auf. Diese Absaugvorrichtung kann entweder unmittelbar an dem Balken angeordnet sein oder durch Schläuche auf einer Aussenseite der Gesamtmaschine angebracht sein. Der Rauch, welcher beim Verschweissen von zumindest zwei Folien, bzw. beim Aufheizen der Schweissdrähte entsteht, soll auf diese Weise abtransportiert werden, damit sich keine Ablagerungen innerhalb des Balkens oder an anderen empfindlichen Maschinenteilen ablagern kann. Vorteilhaft an der erfindungsgemässen Folienschweissvorrichtung ist der Umstand, dass der Rauch in einem gekapselten Gehäuse besteht und aus diesem abtransportiert wird. Dies ermöglicht dem Nutzer eine längere Nutzungsdauer der Folilenschweissvorrichtung.
Vorzugsweise ist der Balken beim Schweissvorgang hermetisch abgeriegelt und bildet mit einem Gegenstück im Augenblick des Schweissens eine geschlossene Einheit. Diese wird lediglich durch eine eingeformte Absaugöffnung durchbrochen. Diese Absaugöffnung dient dazu, den beim Schweissen entstehenden Rauch unmittelbar aus dem Balken heraus zu transportieren. Die Absaugöffnung ist vorzugsweise rund ausgebildet, da in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Schlauch auf die Absaugöffnung gestülpt wird. Die Verbindung zwischen Schlauch und Absaugöffnung ist insoweit dicht, das abtransportierter Rauch nicht entweichen kann. Die Verbindung zwischen Schlauch und Ansaugöffnung erfolgt über eine mechanische Vorrichtung, wie z. B. eine Schelle, Gummiring od. dgl..
Vorzugsweise ist der Balken auf seiner zur Folie hin ausgerichteten Seite mit einer umlaufenden Schürze ausgestaltet. Diese umlaufende Schürze hat den Vorteil, dass sie im Augenblick des Schweissvorgangs mit einem Gegenstück den Schweissraum hermetisch abriegelt, so dass entstehender Rauch nur noch durch einen Abführraum und anschliessend über die Absaugöffnung abziehen kann.
Die Schürze ist vorzugsweise aus Gummi oder einem ähnliche Eigenschaften aufweisenden Kunststoff hergestellt. Ebenso ist es aber denkbar, dass die Schürze als eine Ausformung des Balkens aus Metall angefertigt ist. Dies würde bedeuten, dass der Balken und die Schürze einstückig aus Metall hergestellt sind. Vorteilhaft an der Schürze ist, dass sie den Schweissraum im Zusammenspiel mit dem Gegenstück hermetisch abriegelt.
Vorzugsweise besteht die Schweisseinrichtung u. a. aus einem Schweissdraht. Dieser Schweissdraht ist in dem Abführraum angeordnet. Vorteilhaft hierbei ist, dass der beim Schweissen entstehende Rauch direkt und nur über den Abführraum abgeführt werden kann.
Vorzugsweise ist eine bewegbare Halterung zur Schweissdrahtaufnahme vorhanden. Vorteilhaft an der bewegbaren Halterung des Schweissdrahts ist, dass der Schweissdraht aus dem Balken heraus auf und in die zu verschweissenden Folien hinein geführt werden kann und somit eines besonders feste Verbindung der einzelnen Folien erreicht wird.
Vorteilhafterweise weist der Balken an seiner Unterseite mehrere Ansaugstutzen zum Ansaugen einer der Folien auf. Diese Ansaugstutzen dienen dazu, eine der beiden Folien zu fixieren und mit dem Balken anzuheben. Eine neue Folie kann damit unter die vorangegangene Folie geschoben werden. Vorteilhafterweise ist ein Gegenstück vorhanden, das ebenfalls Ansaugstutzen aufweist, welche die andere der beiden Folien fixiert. Dies hat den Vorteil, dass im Augenblick des Schweissens keine der beiden Folien verrutschen kann.
Durch das Absenken des Balkens auf die neue Folie und der darunter liegenden Folientransportplatte, werden die vorangegangene Folie und die neue Folie zueinander fixiert. In dieser Position wird der Balken mit den Schweissdrähten so weit aus den Öffnungen gefahren, dass die Folien miteinander verschweisst werden. Vorteilhaft hierbei ist, dass durch das Aneinanderschweissen von zwei Folien in dieser Weise ein fortlaufender Folienfilm entsteht. Dieser Folienfilm kann dann auf einfache Weise durch eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folie aufgewickelt werden. Anschliessender Weitertransport in Form einer Folienrolle ist platzsparend und einfach für den Nutzer durchzuführen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Gegenstück Ausbuchtungen auf. Diese dienen dazu, die aus dem Balken herausgefahrenen Schweissdrähte im Augenblick des Schweissvorgangs aufzunehmen. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Schweissdrähte nicht auf das Gegenstück treffen und dabei womöglich Beschädigungen erleiden. Die Form und Tiefe der Ausbuchtungen richtet sich nach den Schweissdrähten und der Tiefe, die diese nach unten aus dem Balken heraustreten.
Ausserdem wird gesondert Schutz begehrt für ein Verfahren zum Verschweissen von zwei Folien mit einer Folienschweissvorrichtung.
Daneben wird gesondert Schutz begehrt für eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folie mit einem Zylinder. Vorteilhaft ist hierbei, dass die zusammengeschweissten Folien, welche auf den Zylinder aufgewickelt werden, einfach zu handhaben und gut zu verstauen sind. Im Stand der Technik ist es üblich, dass abgenommene Folien ohne Verschweissen direkt aus der Maschine herausbefördert werden. Bei diesen Vorrichtungen hat der Nutzer einen extrem hohen Bedarf an menschlicher Arbeitskraft, da ausgeworfene Folien aufgefangen und in separaten Tüten per Hand verstaut werden. Durch hohe statische Aufladungen der Folien bleiben diese an allen Teilen haften und lassen sich nicht komprimieren. Es entsteht ein sehr grosses Abfallvolumen.
Bevorzugt wird hierbei, dass der Durchmesser des Zylinders veränderbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der Zylinder zunächst mit einem grösseren Durchmesser die Folie aufwickelt und anschliessend durch Verändern des Durchmessers zu einem kleineren Durchmesser die aufgewickelte Folie in Form einer Rolle ohne weiteres vom Zylinder abgezogen werden kann.
Der Zylinder ist mittig mit einer Welle versehen, die teleskopartig ausfahrbaren Maschinenteil ist. Vorteilhaft hierbei ist, dass der Nutzer nach dem Aufwickelvorgang den Zylinder samt der aufgewickelten Folien teleskopartig aus der Maschine an der Welle ausfahren kann und damit leichter ausserhalb der Maschine die aufgewickelte Folie von der Welle abnehmen kann.
Bevorzugt ist ausserdem, dass der Zylinder eine Mehrzahl von über den Umfang des Zylinders verteilte Rundstäbe aufweist. Hierbei können die Rundstäbe fest oder rollend gelagert sein. Vorteilhaft hierbei ist, dass die aufgewickelte Folie sich leicht von den Rundstäben lösen lässt, wenn der Durchmesser verkleinert wird, also die Rundstäbe zur Welle hin gezogen werden.
Bevorzugt ist eine Gruppe der Rundstäbe zumindest einseitig an einem Halbkreis befestigt. Dieser Halbkreis hat den Vorteil, dass mehrere Rundstäbe gemeinsam quasi „mit einem Handgriff” radial zur Achse hin bewegt werden können und somit umständliche Mechanismen zur einzelnen Bewegung einzelner Rundstäbe vermieden wird.
Ausserdem wird für ein Folienschweisssystem gesondert Schutz begehrt, dass die zusammengeschweissten Folien durch einen Antrieb, der die Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folie antreibt, auf die Vorrichtung zum Aufwickeln aufgezogen werden. Unter Antrieb ist hierbei ein Elektromotor od. dgl. zu verstehen. Dies hat den Vorteil, dass der Antrieb, welcher die Welle antreibt, unabhängig von der restlichen Folienschweissvorrichtung erfolgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnungen eingehend erläutert, wobei die Zeichnungen folgendes zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Balkens;
2 eine Draufsicht eines erfindungsgemässen Balkens nach 1:
3 eine an der Schnittlinie A-A aus 1 geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemässen Balkens nach 1;
4 eine an der Schnittlinie B-B der 1 geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemässen Balkens nach 1;
5 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung nach Anspruch 12 in Arbeitslage;
6 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach 5 in Ruhelage;
7 eine Ansicht aus dem Blickwinkel A der erfindungsgmässen Vorrichtung nach 5;
8 eine Ansicht aus einem Blickwinkel B der erfindungsgemässen Vorrichtung nach 6.
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemässen Balkens 1. Dieser Balken 1 weist auf einer Seite eine Mehrzahl von Ansaugstutzen 2 auf. Ausserdem sind eine Mehrzahl von Schweissdrähten 3 zu erkennen. Bevorzugt sind Ansaugstutzen 2 und Schweissdrähte 3 abwechselnd an einer Seite des Balkens 1 angeordnet. Ausserdem ist eine Absaugöffnung 4 auf der entgegengesetzten Seite der Ansaugstutzen 2 und der Schweissdrähte 3 zu erkennen. Diese Absaugöffnung 4 weist ausserdem ein Dichtelement 5 auf. Bei dem Dichtelement 5 handelt es sich um ein umlaufendes Gummi-Dicht-Element.
Auf der gleichen Seite wie die Absaugöffnung befinden sich zwei Ansaugquellen 6. Ausserdem befindet sich dort ein Stecker 7 vorhanden, welche dazu dienen, den Balken über einen externen nicht gezeigten Rechner zu betätigen oder zu steuern und energetisch zu versorgen. An der Frontseite ist eine Antistatikeinrichtung 8 zu erkennen. Diese Antistatikeinrichtung 8 dient dazu, die statischen Aufladungen der miteinander zu verschweissenden Folien abzutragen.
In 2 ist ausserdem gut zu erkennen, wie der Balken 1 über zwei Arme 9 gehalten wird. Diese Arme 9 dienen dazu, den Balken 1 nach oben oder unten zu schwenken oder zu verfahren.
3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht an der Schnittlinie A-A der 1. Dort ist zu erkennen, wie der Ansaugstutzen 2 in ein Rohr 10 mündet, welches über eine nicht gezeigte Leitung mit der Ansaugquelle 6 verbunden ist. Ausserdem ist zu erkennen, wie in einem Abführraum 11 eine Schweissrdrahtaufnahme 12 angeordnet ist.
In 4 ist gut zu erkennen, wie die Schweissrdrahtaufnahme 12 und der an der Schweissdrahtaufnahme 12 befestigte Schweissdraht 3 in dem Abführraum 11 gelagert ist. Der Schweissdraht 3 wird beim Schweissvorgang nach unten zu den nicht gezeigten Folien bewegt.
5 zeigt eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folie. Dort ist zunächst ein Zylinder 14 zu erkennen. Dieser Zylinder 14 befindet sich in Arbeitslage. Arbeitslage bedeutet, wie in 7 gezeigt, dass eine Mehrzahl von Rundstäben 15, welche sich auf Halbkreisen 16 befinden, radial nach aussen bewegt worden sind. Dadurch ist der Durchmesser des Zylinders 14 vergrössert. Ausserdem ist ein T-Griff 17 zu erkennen.
6 zeigt den Zylinder 14 in Ruhelage. Hierzu wurde, wie in 8 gut zu erkennen ist, der T-Griff 17 ein wenig gedreht. Dadurch sind die Rundstäbe 15 gemeinsam mit den Halbkreisen 16 hin zur Welle 18 gewandert. Der Durchmesser des Zylinders 14 hat sich folglich verkleinert.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:
Zunächst wird eine erste Folie, welche von einer Leiterplatte abgezogen wird, zu dem Balken 1 befördert. Die erste Folie wird unter dem Balken 1 hindurchbefördert.
Anschliessend wird das Ende der ersten Folie durch die Ansaugstutzen 2 des Balkens 1 angesaugt und festgehalten.
Eine zweite nachfolgende Folie einer weiteren Leiterplatte wird über ein nicht gezeigtes Gegenstück und dort ebenfalls vorhandene Ansaugstutzen am Anfang der zweiten Folie angesaugt und festgehalten, wobei die weitere Leiterplatte über ein nicht gezeigtes Gegenstück unter die aufgehobene Folie geführt wird.
Im Anschluss daran verfährt der Balken 1 hin zum Gegenstück. Nachdem das Gegenstück und der Balken 1 die beiden Folien gemeinsam fixiert haben, wird der Schweissdraht 3, durch die Schweissdrahtaufnahme 12 und den Zylinder 13 nach unten zum Gegenstück hin bewegt. Dabei durchstösst der Schweissdraht 3 die beiden Folien und verschweisst diese mittels Hitze. Im Anschluss daran verfährt der Schweissdraht 3 wieder nach oben in den Balken 1 hinein. Der dabei entstehende Rauch wird über den Abführraum 11 und das Innere des Balkens 1 an die Absaugöffnung 4 und von dort zu einem vorher bestimmten Bereich gezogen.

Nach dem Schweissvorgang wird der Zylinder 14 betätigt. Zu diesem Zeitpunkt sind der Balken 1 und das Gegenstück wieder voneinander abgerückt. Sie geben dabei die verschweissten Folien frei und die Ansaugstutzen lassen beide Folien los. Der Zylinder 14 dreht sich um die Welle 18 und befindet sich zu diesem Zeitpunkt in Arbeitslage. Nachdem eine vorher bestimmte oder beliebige Zahl von Folien zusammengeschweisst und aufgewickelt wurden, wird der Zylinder 14 angehalten. Anschliessend wird der Zylinder 14 mit der Maschine aus der Arbeitsposition gezogen. Danach wird der T-Griff 17 in der Weise betätigt, dass die Rundstäbe 15, welche auf den Halbkreisen 16 gelagert sind, radial zur Welle 18 des Zylinders 14 gezogen werden. Dabei verkleinert sich der Durchmesser des Zylinders 14 und die Rolle von zusammengeschweissten Folien kann über die Halbkreise 16 vom Zylinder 14 abgezogen werden. Bezugszeichenliste

1	Balken
2	Ansaugstutzen
3	Schweissdraht
4	Absaugöffnung
5	Dichtelement
6	Ansaugquelle
7	Stecker
8	Antistatikeinrichtung
9	Arm
10	Rohr
11	Abführraum
12	Schweissdrahtaufnahme
13	Zylinder
14	Zylinder
15	Rundstab
16	Halbkreis
17	T-Griff
18	Welle

Claims

Folienschweissvorrichtung zum Verschweissen von zwei Folien miteinander mit einem Balken (1) und einer an dem Balken (1) angeordneten Schweisseinrichtung, gekennzeichnet durch eine an dem Balken (1) angeordnete Absaugvorrichtung zum Absaugen von Rauch.
Folienschweissvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung eine an dem Balken (1) eingeformte Absaugöffnung (4) umfasst.
Folienschweissvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (1) auf der Seite der Schweisseinrichtung eine umlaufende Schütze aufweist.
Folienschweissvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (1) einen zu einer Seite hin offenen Abführraum (11) umfasst.
Folienschweissvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweisseinrichtung einen Schweissdraht (3) umfasst.
Folienschweissvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abführraum (11) eine Schweissdrahtaufnahme (12) zur bewegbaren Halterung des Schweissdrahts (3) angeordnet ist.
Folienschweissvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (1) einen Ansaugstutzen (2) zum Ansaugen einer der Folien aufweist.
Folienschweissvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gegenstück zum Andrücken der Folien an den Balken (1).
Folienschweissvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück Ausbuchtungen zur Aufnahme der Schweissdrähte (3) aufweist.
Verfahren zum Verschweissen von zwei Folien mit einer Folienschweissvorrichtung, umfassend die Schritte: Ansaugen und Anheben einer ersten Folie an einen Balken (1), Ansaugen einer zweiten Folie an ein Gegenstück, und Verschweissen der Folien, gekennzeichnet durch ein Absaugen von Rauch, der beim Schritt des Verschweissens entsteht, durch eine Absaugvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauch durch einen in dem Balken (1) ausgebildeten Abführraum (11) abgesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Verschweissens ein Schweissdraht (3) über eine Ebene, in welcher Öffnungen von Ansaugstutzen (2) einer Ansaugvorrichtung angeordnet sind, heraus bewegt wird.
Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folie mit einem Zylinder (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Zylinders (14) veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine teleskopartig ausfahrbare Welle (18), auf welcher der Zylinder (14) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (14) eine Mehrzahl von über den Umfang des Zylinders (14) verteilte Rundstäbe (15) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe der Rundstäbe (15) zumindest einseitig an einem Halbkreis (16) befestigt ist, der in einer radialen Bewegungsrichtung zur Veränderung des Durchmessers des Zylinders (14) bewegbar ist.
Verfahren zum Aufwickeln einer Folie mit den Schritten: Aufwickeln einer Folie auf einem Zylinder (14), Verändern des Durchmessers des Zylinders (14), und Abnehmen der aufgewickelten Folie vom Zylinder (14).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Abnehmens der Zylinder (14) auf einer ausfahrbaren Welle (18) ausgefahren wird.
Folienschweisssystem mit einer Folienschweissvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einer Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folie nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Aufwickeln einer Folie einen Antrieb aufweist, der geeignet ist die zusammengeschweissten Folien aufzuwickeln.