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Verfahren und Vorrichtung für die fortlaufende.Anbringung von Doppelquerschweißnähten
und Trennstellen an mehrschichtigen Streifen aus thermoplastischem Material Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die fortlaufende
Anbringung von in, regelmäßigen gegenseitigen Abständen gelegenen Doppelquerschweißnähten
durch Hitze und Druck und von Trennstellen zwischen den Doppelquerschweißnähten
an mehrschichtigen., ununterbrochenen Streifen aus thermoplastischem Material.
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Es ist bekannt, auf ununterbrochen laufenden Streifen aus thermoplastischem
Material durch Schweißwerkzeuge Doppelquerschweißnähte zu erzeugen, die sich mit
der gleichem, Geschwindigkeit wie die Streifen bewegen, und danach Trennstehen zwischen
den Doppelschweißnähten anzubringen. Da insbesondere die Schweißwerkzeuge zur Herstellung
guter Schweißnähte eine ganz bestimmte Zeit mit den, Streifen in Berührung stehen
müssen, bekommen die Vorrichtungen bei einer höheren Transportgeschwindigkeit zur
Erhöhung der Leistung zu große Abmessungen. Man war deshalb schon dazu übergegangen,
die Streifen mit absatzweiser Bewegung durch die Vorrichtung zu führen, wodurch
aber die Leistung zu klein, war.
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Durch die Erfindung gelingt es, die Leistung wesentlich dadurch zu
erhöhen, daß der Streifen mit höherer Geschwindigkeit ununterbrochen laufen kann
und der Schweißzeitweg darüber hinaus kurz gehalten wird und trotzdem eine ausreichende
Schweißzeit zur Verfügung steht.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der mit großer
Geschwindigkeit ununterbrochen zugeführte Streifen mit einer wesentlich geringeren
Geschwindigkeit als seiner Zuführungsgeschwindigkeit erfaßt wird, der im übermaß
zugeführte Streifen danach in eine an ihren freien Enden die Schweißstelle bildende
Schlinge gelegt wird, wonach der Streifen in, einem gewünschten Abstand! zur weiteren
Bildung von Schlingen und Schweißstellen wiederum erfaßt wird und so fortlaufend
weiter, wobei die gebildeten Schlingen und Schweißstellen während des Schweißvorganges
mit im Verhältnis zum Quotienten des Abstandes zwischen den Schlingen und der Schlingenlänge
verzögerter Geschwindigkeit mitlaufen und der Streifen nach dem Schweißvorgang unter
Zwischenschaltung der ebenso verzögerten Druck- und Abkühleinwirkung wieder mit
der Zuführgeschwindigkeit abgeführt wird, wobei die Schlingen ausgezogen werden.
Die Schweißstellen sollen dabei zweckmäßig auf einem Kreisbogen bewegt und die Schlingen
zwischen den Schweißstellen radial eingezogen werden.
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Infolge des Einziehens der Schlingen bzw. des zwischen den quer zur
Förderrichtung verlaufenden Schweißstellen liegenden Streifenteiles kann die Geschwindigkeit
des Streifens während der Schweißung ganz erheblich gegenüber der Zuführungsgeschwindigkeit
verzögert werden, so daß die Vorrichtung normale Abmessungen bekommen kann und trotzdem
genügend Zeit für die Ausführung des Schweißens zur Verfügung steht. In den Fällen,
wo eine Verkürzung der Schweißzeit möglich ist, kann die Leistung noch erheblich
gesteigert werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen
in einer drehbaren Fördereinrichtung mit kreisförmig angeordneten Tragflächen für
den Streifen, zwischen denen Aufnahmeräume für die Schlingen vorgesehen sind. Die
Tragflächen können dabei gleichzeitig als Schweißungsstellen für den Streifen ausgebildet
sein. Der Streifen soll auf den Tragflächen von einem mit der gleichen Geschwindigkeit
mitlaufenden endlosen Band angedrückt werden, welches im Abstand der Tragflächen
mit entsprechenden Andrückflächen versehen ist. Zweckmäßig sind unter jeder Tragfläche
zwei die Querschweißnähte bewirkende Heizelemente mit geringem Abstand voneinander
angeordnet, und jede Andrückfläche des endlosen Bandes besteht ebenfalls aus zwei
Andrückstreifen von einem den Heizelementen entsprechenden
Abstand,
so daß der Streifen an den Schweißstellen fest an die Tragflächen angedrückt wird
und zwischen den Doppelschweißnähten auf jeder Tragfläche die Unterteilung des durchlaufenden
Streifens in einzelne Beutel oder Säcke zuläßt.
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Die Schlingen werden gleich am Einlauf der Fördereinrichtung in die
Aufnahmeräume eingelegt, wobei dieses mechanisch oder durch eine Saug- und oder
Drucklufteinrichtung erfolgen kann. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Vorrichtung.
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In der Zeichnung ist die Vorrichtung in Seitenansicht schematisch
dargestellt.
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Der Streifen 1 aus mehrschichtigem thermoplasti-3chem Material wird
der Fördereinrichtung 2 zwischen zwei Umleitungswalzen 3 und 4 und einer weiteren
Laufrolle 5 zugeführt. Der Streifen 1 besteht aus einem geschichteten Streifen aus
dünnem thermo-Dlastischem Material, worin die beiden Schichten furch quer zur Förderrichtung
liegende Schweißnähte niteinander verbunden werden. Auf der Ein:gangs-3eite der
Fördereinrichtung 2 sind die zwei Schichten 1 a und 1 b des Streifens 1 angedeutet,
wobei die bei-3en Schichten l a, 1 b der Deutlichkeit halber im Abstand
voneinander dargestellt sind. Von der Förder-@inrichtung 2 ragen radial Tragflächen
6 hervor, die <reisförmig angeordnet sind. Über Rollen 7, 8, 9 ind 7', 8', 9',
von denen mindestens eine angetrieben st, läuft ein endloses Band 10, welches mit
Andrücklä chen 11 für den Streifen 1 an die Tragflächen 6 versehen ist. Jede dieser
Andrückflächen 11 besteht aus :wei parallel zueinander verlaufenden Andrückstreifen
11', die einen solchen Abstand voneinander haben, daß ;ie sich auf die beiden Enden
der Tragflächen 6 aufegen. Nur einige der Andrückflächen 11 sind in der ?eichnung
der Wirklichkeit entsprechend, mit zwei 4ndrückstreifen 11' dargestellt, während
sie im übri-;en als durchgehende Blöcke der Einfachheit halber ;ezeichilet sind.
Die Andrückflächen 11 sind an dem °ndlosen Band 10 im Abstand der Tragflächen 6
angerdnet, so daß auf jeder Tragfläche 6 der Streifen 1 3urch sie festgeklemmt wird.
Die Geschwindigkeit des Indlosen -Bandes 10 ist die gleiche wie die Umfangs-;eschwindigkeit
der Fördereinrichtung 2.
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Die Zuführungsgeschwindigkeit des Streifens 1 be--rägt zweckmäßig
das Fünffache der Umfangs-;eschwindigkeit der Fördereinrichtung 2 oder auch loch
mehr. Es wird infolgedessen ein Übermaß an Streifenlänge zugeführt. Dieses Übermaß
wird in norm von Schlingen 13 in Aufnahmeräume 12 eingeegt, die jeweils zwischen
zwei hervorstehenden T'raglächen 6 der Fördereinrichtung 2 vorgesehen sind. bum
Einlegen der Schlingen 13 in die Aufnahme--äume 12 sind an der Eingangsseite der
Förderein--ichtung, und zwar an der Rolle7, entsprechende Vor-:ehrungen getroffen,
so daß also gleich beim Auf-:reffen des Streifens 1 auf die Fördereinrichtung 2
das vermaß an Länge untergebracht wird.
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Das Einlegen der Schlingen 13 in die Aufnahme--äUme 12 kann mechanisch,
beispielsweise durch einen -adial auf und ab schwingenden Arm erfolgen, der las
Übermaß an Streifenlänge radial in den Auflahmeraum 12 einlegt. Es ist jedoch zweckmäßiger,
las Einlegen durch Saug- und/oder Drucklufteinrichungen zu bewirken. Bei dem dargestellten
Ausfüh--ungsbeispiel ist ein Rohr 14, welches konzentrisch in ier Rolle 7 angeordnet
ist, mit einem Schlitz 15 v er-;ehen, wobei das Rohr 14 Druckluft führt. Durch Druckluft
wird das Übermaß an Streifenlänge in der nit Pfeil angedeuteten Weise in eine radial
verlaufende Schlinge 13 verwandelt, die sich in den. Aufnahmeraum 12 einlegt. Die
Schlinge 13 wird in dem Augenblick gebildet, wo der Streifen 1 von der Andrückfläche
11 erfaßt und gegen die Tragfläche 6 gedrückt wird. Bei Weiterdrehung der Fördereinrichtung
2 gelangt der Teil 16 des Streifens 1 hinter der Walze 5 vor die Drucklufteinrichtung
14, 15 und wird in den Aufnahmeraum 12 eingelegt, bis die nächste Andrückfläche
11 den Streifen 1 mit der nächsten Tragfläche 6 einklemmt.
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Die Tragflächen 6 bilden gleichzeitig die Schweißungsflächen für den:
Streifen 1. Zu diesem Zweck sind unter jeder Tragfläche 6 zwei im Abstand voneinander
parallel verlaufende elektrische Heizelemente 17 eingebaut. Die Heizelemente 17
sind in der Nähe der beiden in der Bewegungsrichtung liegenden Querkanten der Tragfläche
6 vorgesehen, so d,aß also die beiden übereinanderliegenden Schichten
l a, 1 b des Streifens 1 an zwei in geringem Abstand voneinander liegenden
parallelen Stellen zusammengeschweißt werden. Genau oberhalb der beiden Heizelemente
17 liegen die beiden Andrückstreifen 11', so daß beide Heizelemente 17 einer Tragfläche
6 durch je einen Andrückstreifen 11' abgedeckt sind und der Teil zwischen den Heizelementen
17 frei zugänglich liegt. Die beiden hierdurch bewirkten parallel zueinander verlaufenden
Schweißnähte sind mit 24 und 25 bezeichnet.
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Durch Trennung des Streifens 1 zwischen den beiden Schweißnähten 24',
25' werden die dazwischenliegenden Teilstücke des Streifens 1 voneinander getrennt.
Die Heizelemente 17 bleiben so lange eingeschaltet, bis die Schweißnähte hergestellt
sind, und während dieser Zeit bleiben die Andrückflächen 11 fest auf den Tragflächen
6 liegen. Diese Zeit entspricht etwa dem mit 26 dargestellten Kreisbogenteil der
Fördereinrichtung 2. Im An.schluß daran tritt unter Beibehaltung der Druckeinwirkung
bis in die Nähe der Transportrolle 7' eine Abkühlung und Versteifung der Schweißnähte
ein, bevor also der Streifen die Fördereir.richtun;g 2 verläßt.
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Ohne die Teile in ein und derselben Fördereinrichtung 2 auswechseln
zu müssen, kann man leicht und einfach die Länge der Teilstücke des Streifens 1
durch entsprechende Ausschaltung der Heizelemente 17 verändern. Werden beispielsweise
die Heizelemente 17 an jeder zweiten Tragfläche 6 ausgeschaltet, so entstehen Teilstücke
von doppelter Länge und bei Ausschaltung von je zwei aufeinanderfolgenden Heizelementen
17 Teilstücke von dreifacher Länge. Man kann auch durch entsprechende Abschaltungen
Teilstücke verschiedener Länge abwechseln lassen. Man kann auch die Abmessung der
herzustellenden Teilstücke dadurch ändern, daß man die Zuführungsgeschwindigkeit
zur Umfangsgeschwindigkeit der Fördereinrichtung 2 abändert, wodurch dann auch die
Größe der Schlingen 13 verändert wird.
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Natürlich kann man auch genauso wie die Andrückflächen 11 die Tragflächen
6 auf Transportbändern anordnen, so daß also auch die Fördereinrichtung 2 durch
ein endloses Transportband ersetzt werden kann. Der Aufbau der beschriebenen und
dargestellten Ausführungsform hat aber den Vorteil einer besonders festen und widerstandsfähigen
Anordnung der Tragflächen 6, wobei noch der Vorteil erreicht wird, daß die ganze
Vorrichtung nur einen sehr beschränkten Raum einnimmt und für eine Aufstellung in
einem Arbeitsraum sehr zweckmäßige Abmessungen hat. Der gedrängte Aufbau der Ausführungsform
wird insbesondere dadurch erreicht, daß auch der
Rücklauf des endlosen
Bandes 10 nahe dem Umfang der Fördereinrichtung 2 angeordnet ist.
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Anstatt den Streifen 1 durch Andrückflächen 11 an den Tragflächen
6 festzuklemmen, kann dieses auch durch Ansaugen geschehen. So können beispielsweise
die Tragflächen 6 mit Sauglöchern versehen sein, die an eine Vakuumleitung angeschlossen
sind.
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Zum Abführen .des in Schlingen 13 gelegten Streifens 1 ist an der
Ableitungsstelle hinter der letzten Förderrolle 7' eine Laufrolle 27 angeordnet.
Über die Laufrolle 27 wird der Streifen l durch die Förderbänder 28 und 29 mit einer
solchen Geschwindigkeit abgezogen, daß die Schlingen 13 aus den Aufnahmeräumen 12
herausgezogen werden.
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Es ist von größter Wichtigkeit, daß alle in die Aufnahmeöffnungen
12 gezogenen Schlingen 13 die gleiche Länge haben, damit alle hergestellten
Teilstücke des Streifens 1 gleiche Abmessungen haben. Bei der Darstellung in der
Zeichnung ist die letzte Schlinge 13 gerade gebildet. Es darf nun nur so viel an
Streifenlänge zugeführt werden, wie ausreichend ist, damit sich der Streifen 1 auf
die anfängliche Tragfläche 6' legen kann. Die Zuführungsgeschwindigkeit muß also
etwa auf die Umdrehunggeschwindigkeit der Fördereinrichtung 2 vorübergehend verringert
werden. Zu diesem Zweck ist oberhalb der Rolle 5 eine mit Flügeln 19 versehene Achse
18 angeordnet, welche in dem Augenblick, wo die Zuführungsgeschwindigkeit verringert
werden muß, den Streifenteil 16 gegen die Rolle 5 drückt, so daß sich die
Zuführungsgeschwindigkeit auf die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 5 verringert.
Die Rolle 5 wird mit einer der Umfangsgeschwindigkeit der Fördereinrichtung 2 angetriebenen
Geschwindigkeit gedreht, so daß die Zuführungsgeschwindigkeit bei der Berührung
der Rolle 5 durch die Flügel 19 auf der Länge der Tragfläche 6 der Umfangsgeschwindigkeit
der Fördereinrichtung 2 entspricht.
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Ferner ist dargestellt, daß die Bildung der Schlinge 13 auch mit Hilfe
einer Sau.glufteinrichtung besch,leunigt werden kann. Zu diesem Zweck ist im Boden
jedes Aufnahmeraumes 12 für die Schlinge 13 eine Luftabsaugevorrichtung vorgesehen,
wobei die Luft in jedem Aufnahmeraum 12 während des Legers der Schlinge 13 durch
einen Schlitz 20 in einem in der Mitte der Fördereinrichtung 2 angeordneten Saugrohr
21 abgesaugt wird. Die Trennwände 23, welche die Tragflächen 6 tragen, sind nach
der Mitte hin durch eine elastische Platte 30 verlängert, welche die Aufnabmeräume
12 gegeneinander begrenzen,. Die Enden der Platten 30 schleifen bei der Drehung
der Fördereinrichtung 2 abdichtend über die Oberfläche des Rohres 21.
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Längs des Schlitzes 20 an seiner vorderen Kante ist ein vorstehender
Streifen 31 angeordnet, der die Bewegung der Platten 30 an dieser Stelle etwas aufhält,
so daß der Schlitzzugang während der Bildung der Schlinge 13 offengehalten wird.
Bei einer Weiterdrehung springt die Platte 30 über den Streifen. 31, wodurch sich
die Saugwirkung auf den nächstfolgenden Aufnahmeraum 12 auswirkt. Da sich inzwischen
an der Tragfläche 6 ein gewisser Vorrat an Streifen 1 gebildet hat, wird der Streif
enteil 16, der solange nach unten durchhängt, auch durch die Saugwirkung des Schlitzes
20 in den Aufnahmeraum 12 hineingezogen.
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Auf der Abzugsseite der Fördereinrichtung 2 ist eine angetriebene
Walze 32 angeordnet, welche am Umfang mit sich axial vorstreckenden Nadelgruppen
32' versehen ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Enden der Nadelgruppen 32' ist
die gleiche wie die der Fördereinrichtung2. Die Nadelreihen32' sind entsprechend
dem Abstand zwischen den Andrückflächen 11 in gleichen Abständen angeordnet, und
zwar so, daß die Enden der Nadelgruppen 32' jedesmal zwischen die doppelten Andrückstreifen
11' einer jeden Andrückfläche 11 eingreifen.
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Dadurch wird der Streifen 1 zwischen je zwei Schweißstellen 24 und
25 perforiert. Um ein gutes Einstechen der Nadelreihen 32' zu ermöglichen, sind
die Tragflächen 6 zwischen je zwei Andrückstreifen 11' bzw. den beiden Heizelementen
17 mit einer Vertiefung versehen. Die Nadelreihen 32' stellen lediglich eine Perforation
her, ohne die einzelnen Teilstücke des Streifens 1 voneinander abzutrennen, so daß
die Weiterbeförderung des Streifens 1 in der bisherigen Weise durchgeführt werden
kann. Die Perforation kann also in einem Augenblick durchgeführt werden, wo noch
nicht ein völliges Durchschneiden oder Abtrennen in einzelne Teilstücke erfolgt,
so daß verhindert wird, daß sich die Schweißnähte 24, 25 schon vorzeitig lösen können.
Durch die Perforiervorrichtung, die ohne Vergrößerung der Abmessungen der Fördereinrichtung
2 mit in dieser untergebracht werden kann, wird eine spätere Schneidevorrichtung
überflüssig. Das Abtrennen erfolgt zwischen den Förderbändern 28 und 29. Hierzu
sind innerhalb des Förderbandes 28 zwei angetriebene Achsen 33 und 34 angeordnet,
von denen jede mit Flügeln 35 und 36 versehen ist. Die Flügel 35, 36 sind
mit Zähmen besetzt, die durch die Förderbänder 28, 29 hindurchgreifen.
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Die Zähne der Flügel 36 sind von der Achse 34 in einem größeren Abstand
angeordnet als die Zähne der Flügel 35 von der Achse 33. Dadurch können bei gleicher
Umdrehungsgeschwindigkeit der Achsen 33 und 34 die Umfangsgeschwindigkeiten der
Zähne so verändert "verden, daß die der Zähne der Flügel 36
größer als die
der Zähne der Flügel 35 ist.
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Durch die Zähne der Flügel 36 wird der Streifen 1 auf die Rolle 37
und gleichzeitig durch die Zähne der Flügel 35 auf die Rolle 38 gedrückt, und zwar
in, dem Augenblick, wo sich zwischen ihnen eine Perforation zwischen den Schweißnähten
24' und 25' befindet. Da sich die Zähne 36 mit einer größeren Geschwindigkeit als
die Zähne der Flügel 35 bewegen, wird das von ihnen erfaßte Teilstücke des
Streifens 1 abgetrennt, so daß der Streifen 1 die Vorrichtung in Teilstücke unterteilt
verläßt.