DE102011100364A1 - Trennschweißwerkzeug, Verfahren zum Trennschweißen, Trennschweißanlage und hiermit hergestelltes Produkt - Google Patents

Trennschweißwerkzeug, Verfahren zum Trennschweißen, Trennschweißanlage und hiermit hergestelltes Produkt Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trennschweißwerkzeug mit einer Schneidkante zum Trennschweißen einer Folie. Ebenfalls umfasst ist ein Verfahren zum Trennschweißen einer Folie mit einem Trennschweißwerkzeug mit einer Schneidkante. Schließlich umfasst die Erfindung auch eine Trennschweißanlage mit einem Trennschweißwerkzeug und/oder eine Trennschweißanlage, die zum Durchführen des Verfahrens eingerichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Trennschweißwerkzeug, ein Verfahren zum Trennschweißen, eine Trennschweißanlage und ein hiermit hergestelltes Produkt.
  • Trennschweißwerkzeuge mit einer Schneidkante zum Trennschweißen einer Folie sind aus dem Stand der Technik zahlreich bekannt. Diese bestehen aus einem oberen und einem unteren Schweißwerkzeug mit einer Schneidkante. Obwohl die Schweißwerkzeuge in der Regel beschichtet sind, baut sich im Laufe der Zeit eine Schicht aus Folienrückständen auf. Wird diese nicht durch Reinigung entfernt, verringert sich die Schneidkantenhöhe, wodurch sich im laufenden Produktionsprozess schleichend das Trennschweißergebnis verschlechtert. Dies kann so weit gehen, dass ein Trennschweißen nicht mehr möglich ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Trennschweißwerkzeug zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Trennschweißwerkzeug mit einer Schneidkante zum Trennschweißen einer Folie gelöst, wobei die Schneidkante gegenüber einem Trennschweißwerkzeugrumpf relativ beweglich ist.
  • Unter dem Trennschweißwerkzeugrumpf ist hierbei der Teil des Trennschweißwerkzeuges zu verstehen, der den Schweißvorgang durchführt.
  • Die Bewegbarkeit der Schnittkante hat den Vorteil, dass diese unabhängig vom Trennschweißwerkzeugrumpf bewegt werden kann. Ändert sich durch eine Verunreinigung der Abstand zwischen oberem Schweißwerkzeug und unterem Schweißwerkzeug, so ist es möglich die Schneidkante über einen weiteren Bereich nach unten bis zum Kontakt zum unteren Schweißwerkzeug zu bewegen. Selbstverständlich sollte auch im diesem Fall das Werkzeug regelmäßig gereinigt werden, jedoch kann der Reinigungszyklus gegenüber einer starren Schneidkante deutlich verlängert werden. Dabei bleibt die Qualität der Trennschweißung bei besonders geeigneter Ausführung stets gleich.
  • Vorteilhafterweise ist die Schneidkante linear geführt. Begrifflich sei hierunter zu verstehen, dass die Bewegung der Schneidkante geradlinig verläuft. Hierunter fällt auch eine Bewegungsbahn, die nur teils linear verläuft, insbesondere aber eine vollständig lineare Bewegung. Die Schneidkante kann entlang einer Kannte oder Seite des Trennschweißwerkzeugrumpfes geführt sein.
  • Von Vorteil ist weiterhin, wenn die Schneidkante parallel zu einer designierten Richtung des Trennschweißwerkzeuges geführt ist. Unter der designierten Richtung des Trennschweißwerkzeuges ist die Bewegungsrichtung des Trennschweißwerkzeugs zu verstehen. Auch leichte Abweichungen von einer parallelen Führung sind miterfasst. Eine im Wesentlichen parallele Führung hat den Vorteil, dass ein gerader Schnitt durch die Folie erfolgt.
  • Vorteilhafterweise ist das Trennschweißwerkzeug weiter als Thermokontakt-Trennschweißwerkzeug ausgebildet. Beim Thermokontakt-Schweißen wird das Schweißwerkzeug erhitzt und drückt dann auf die zu verschweißenden Folien, wodurch diese verbunden werden. Dadurch steht das Thermokontakt-Trennschweißwerkzeug direkt mit verflüssigten Folienschichten in Kontakt. So kann es zu einer unerwünschten Bildung einer Ablagerungsschicht am Schweißwerkzeug kommen. Dieser Effekt wird durch die bewegliche Schneidkante ausgeglichen.
  • Ein Schneidkantenantrieb für die Schneidkante kann am Werkzeug vorgesehen sein. Dadurch ist ein platzsparender Aufbau möglich.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennschweißen einer Folie mit einem Trennschweißwerkzeug mit einer Schneidkante, wobei ein Trennschweißwerkzeugrumpf in eine Rumpfposition gefahren wird und vorher, gleichzeitig oder anschließend die Schneidkante relativ zum Trennschweißwerkzeugrumpf durch die Folie getrieben wird. Dadurch wird der Schneidevorgang unabhängig vom Schweißvorgang. Die Rumpfposition kann bei besonders geeigneter Ausführung die Schweißposition des Trennschweißwerkzeugrumpfes sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Trennschweißanlage mit einem erfindungsgemäßen Trennschweißwerkzeug bzw. eine Trennschweißanlage die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Vorteilhafterweise ist bei der Trennschweißanlage ein einstückiges Unterwerkzeug vorgesehen. Dieses bildet eine große Auflagefläche. Unter dem Unterwerkzeug ist dabei das Gegenstück des Trennschweißwerkzeuges zu verstehen. Dieses kann insbesondere ein Thermokontakt-Unterwerkzeug sein.
  • Von Vorteil ist, wenn die Schneidkante vertikal verfahrbar ist. Unter vertikal ist hierbei insbesondere senkrecht zu verstehen. Insbesondere ist hierunter senkrecht zur Folienfläche zu verstehen. Dadurch kann die Tiefe des Schnitts eingestellt werden. Zudem erfolgt so ein gerader Schnitt durch die Folie. Wenn für eine Anwendung gewünscht, ist jedoch auch eine andere Schnittrichtung, die zu einer abgeschrägten Schnittkante führt, denkbar.
  • Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Schneidkante bis zu einem Unterwerkzeug verfahrbar ist. Dadurch wird stets ein vollständiger Schnitt ermöglicht.
  • Bei einer Trennschweißanlage können mehrere Schneidkanten über eine Schneidkantenbrücke gemeinsam antreibbar sein. So ist nur ein Antrieb von Nöten und alle Schneidkanten bewegen sich simultan.
  • Dementsprechend können bei einer Trennschweißanlage auch mehrere Trennschweißwerkzeuge über eine Trennschweißwerkzeugrumpfbrücke gemeinsam verfahrbar sein. Auch hier ist nur ein Antrieb notwendig und eine simultane Bewegung gewährleistet.
  • Vorteilhafterweise kann ein Schneidkantenantrieb an der Anlage vorgesehen sein. Im Gegensatz zu einer Anbringung des Antriebs an Trennschweißwerkzeug hat dies den Vorteil, dass der Antrieb flexibler ausgestaltet werden kann und beispielsweise im Hinblick auf seine Größe nicht eingeschränkt ist.
  • Schließlich kann bei einer Trennschweißanlage der Schneidkantenantrieb von einem Schweißwerkzeugantrieb mitbewegt werden. Dies hat den Vorteil, dass lediglich ein Antrieb notwendig ist. Durch unterschiedliche Übersetzung, kann dennoch eine unterschiedliche Bewegung ermöglicht werden.
  • Ein letzter Aspekt der Erfindung betrifft ein mit einem erfindungsgemäßen Trennschweißwerkzeug und/oder Verfahren und/oder einer erfindungsgemäßen Trennschweißanlage hergestelltes Produkt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Hierin zeigen
  • 1 eine schematische Darstellung eines Trennschweißanlage aus dem Stand der Technik mit einer Folie im Schweißprozess,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Trennschweißanlage ohne Folie mit einer Verunreinigung,
  • 3 eine schematische Darstellung einer Trennschweißanlage mit einer Folie im Schweißprozess,
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trennschweißanlage und
  • 5 eine schematische Darstellung einer Trennschweißanlage mit mehreren Schneidkanten und mehreren Trennschweißwerkzeugrümpfen.
  • 1 zeigt eine Trennschweißanlage 1 mit einem oberen Schweißwerkzeug 2 und einem unteren Schweißwerkzeug 3. Das obere Schweißwerkzeug 2 ist mit einer Schneidkante 4 ausgebildet. Diese trennt während der Verschweißung die Folie 5 durch und der rechts liegende Folienteil 6 wird als Abfallgitter abgetrennt. Die Höhe der Schneidkantenspitze 4 entspricht in etwa 50% der Gesamtfoliendicke der zu verschweißenden Folienteile 7 und 8.
  • Obwohl die Schweißwerkzeuge 2 und 3 in der Regel beschichtet sind, baut sich im Laufe der Zeit wie in 2 abgebildet eine Schicht 9 aus Folienrückständen auf. Diese Schicht 9 verhärtet oftmals und die Werkzeuge 2 und 3 müssen mühsam gereinigt werden. Bei bestimmten Folientypen der Folie 5 passiert dies sogar innerhalb einer Produktionsschicht.
  • Durch den Aufbau der Schicht aus Folienrückständen 9 die Schneidkantenhöhe, die in 2 mit a gekennzeichnet ist, reduziert. Dadurch verschlechtert sich im laufenden Produktionsprozess schleichend das Trennschweißergebnis. Wie in 3 dargestellt hat sich bereits soviel Material 9 aufgebaut, dass ein Trennschweißen nicht mehr möglich ist, da die Schneidkantenhöhe a im Vergleich zum Abstand der beiden Schweißwerkzeuge 2 und 3 zu gering wird.
  • Beim in 4 dargestellten Trennschweißanlage 11 sind ebenfalls zwei Trennschweißwerkzeuge 12 und 13 vorgesehen. Dabei ist das obere Werkzeug 12 so ausgestaltet, dass eine Schneidkante 14 gegenüber einem Trennschweißwerkzeugrumpf 15 beweglich gelagert ist. Ein Antrieb (nicht abgebildet) bewegt die Schneidkante soweit nach unten bis Kontakt zum unteren Schweißwerkzeug 13 entsteht. Selbstverständlich sollte auch in diesem Fall das Werkzeug regelmäßig gereinigt werden, jedoch kann dieser Zyklus gegenüber einer starren Schneidkante deutlich verlängert werden. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass die Qualität der Trennschweißung gleichbleibt. Entsteht durch Verschmutzung eine Schicht am Trennschweißwerkzeugrumpf, kann deren Schichtdicke durch eine stärkere Bewegung der Schneidkante ausgeglichen werden.
  • In 5 ist ein Trennschweißwerkzeug dargestellt. Das untere Trennschweißwerkzeug ist hierbei nicht abgebildet. Das obere Trennschweißwerkzeug 21 weist hierbei mehrere Trennschweißwerkzeugrümpfe 22, 23, 24 und 25 auf. Ebenfalls sind mehrere Schneidkanten 26, 27, 28, 29 und 30 vorgesehen. Antriebe 31 und 32 bewegen das Schweißwerkzeug, wobei die Antriebe 33 und 34 die Schneidkante bewegen. Diese Antriebe bewegen, ungeachtet einer durch Verunreinigung möglicherweise am einen der Trennschweißwerkzeugrümpfe 22, 23, 24 und 25 entstandenen Schicht, die Schneidkanten 26, 27, 28, 29 und 30 soweit nach unten bis Kontakt zum hier nicht dargestellten Gegenwerkzeug entsteht. Selbstverständlich sollte auch in diesem Fall das Werkzeug regelmäßig gereinigt werden. Jedoch kann dieser Zyklus gegenüber einer starren Schneidkante deutlich verlängert werden. Dabei bleibt die Qualität der Trennschweißung gleich.

Claims (15)

  1. Trennschweißwerkzeug mit einer Schneidkante zum Trennschweißen einer Folie, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante gegenüber einem Trennschweißwerkzeugrumpf relativ beweglich ist.
  2. Trennschweißwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante linear geführt ist.
  3. Trennschweißwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante parallel zu einer designierten Hubrichtung des Trennschweißwerkzeugs geführt ist.
  4. Trennschweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschweißwerkzeug als Thermokontakt-Trennschweißwerkzeug ausgebildet ist.
  5. Trennschweißwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schneidkantenantrieb für die Schneidkante am Werkzeug vorgesehen ist.
  6. Verfahren zum Trennschweißen einer Folie mit einem Trennschweißwerkzeug mit einer Schneidkante, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennschweißwerkzeugrumpf in eine Rumpfposition gefahren wird und vorher, gleichzeitig oder anschließend die Schneidkante relativ zum Trennschweißwerkzeugrumpf durch die Folie getrieben wird.
  7. Trennschweißanlage mit einem Trennschweißwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder eingerichtet zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 6.
  8. Trennschweißanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstückiges Unterwerkzeug vorgesehen ist.
  9. Trennschweißanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante vertikal verfahrbar ist.
  10. Trennschweißanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante bis zu einem Unterwerkzeug verfahrbar ist.
  11. Trennschweißanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schneidkanten über eine Schneidkantenbrücke gemeinsam antreibbar sind.
  12. Trennschweißanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trennschweißwerkzeugrümpfe über eine Trennschweißwerkzeugrumpfbrücke gemeinsam verfahrbar sind.
  13. Trennschweißanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schneidkantenantrieb an der Anlage vorgesehen ist.
  14. Trennschweißanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schneidkantenantrieb von einem Schweißwerkzeugantrieb mitbewegt wird.
  15. Mit einem Trennschweißwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder einem Verfahren nach Anspruch 7 und/oder einer Trennschweißanlage nach einem Ansprüche 7 bis 14 hergestelltes Produkt.
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