DE1252885B

DE1252885B - Vorrichtung zum Verschweissen von Wandungen aus thermoplastischem Material

Info

Publication number: DE1252885B
Application number: DEP31493A
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Pierre
Original assignee: Potasse et Engrais Chimiques SA
Current assignee: Potasse et Engrais Chimiques SA
Priority date: 1962-08-21
Filing date: 1963-04-02
Publication date: 1967-10-26
Also published as: BE632782A; NL294332A; FR1367424A; ES289708A1; AT244858B; FI42469B; US3315439A; DK111776B; GB1045889A; SE313913B; FI42469C

Description

Vorrichtung zum Verschweißen von Wandungen aus thermoplastischem Material Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen von Wandungen aus thermoplastischem Material, insbesondere der oberen Ränder von Kunststoffsäcken mit zwei parallel angeordneten endlosen metallischen Bändern, die sich längs eines Teiles ihrer Bewegungsbahn berühren und die synchron mit der Förderbewegung der zwischen den beiden Bändern hindurchgeführten zu verschweißenden Wandungen angetrieben werden, ferner mit einer das Material auf Schweißtemperatur erwärmenden Heizeinrichtung und einer in Bewegungsrichtung der Bänder folgenden Kühleinrichtung, wobei die Heiz-und die Kühleinrichtung aus je zwei zu beiden Seiten der miteinander zu verschweißenden Wandungen angeordneten Backen bestehen, von denen der eine vorzugsweise ortsfest angeordnet ist und der andere durch Federkraft in Richtung auf den ersten Backen gedrückt wird und hierbei die beiden miteinander zu verschweißenden Wandungen aneinanderpreßt.
Eine Vorrichtung zum Verschweißen von Bahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, bei der die miteinander zu verschweißenden Kunststoffbahnen zwischen zwei endlosen Metallbändern an einer Heizeinrichtung und einer Kühleinrichtung vorbeigeführt werden, ist bereits in der deutschen Auslegeschrift 1 105 602 beschrieben. Diese Vorrichtung ist zur Schaffung von Beuteln od. dgl. bestimmt, die erst anschließend gefüllt werden sollen. Will man diese Vorrichtung zum Verschließen von bereits mit insbesondere pulverförmigem Material gefüllten Behältnissen, wie beispielsweise mit Kunstdünger gefüllten Säcken, benutzen, so ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß sich im Augenblick des Verschweißens Teilchen des Inhalts der gefüllten Säcke zwischen den beiden miteinander zu verschweißenden Kunststoffbahnen befinden können, die das Entstehen einer dichten Schweißnaht beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der sich auch bereits mit pulverförmigem Material gefüllte Behältnisse aus thermoplastischem Material verschließen lassen, ohne daß vor dem Schweißvorgang eine Entstaubung der miteinander zu verschweißenden Kunststoffflächen erforderlich wäre.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Backen der Heizeinrichtung und der Kühleinrichtung am Maschinengestell gegenüber dem anderen Backen frei einstellbar aufgehängt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung und Aufhängung der Backen kommt es zu einer gleichförmigen Anlage der zusammengehörigen Kontaktflächen. Dies bringt eine erhebliche Schonung der metallischen Transportbänder mit sich und gestattet die Verwendung von großflächigen Schweißbacken, so daß man zu ebenso großen Schweißflächen kommt, für die eine Einlagerung selbst größerer Mengen von Staubteilchen nicht mit der Gefahr einer Undichtigkeit der Schweißnaht verbunden ist, da diese Staubteilchen innerhalb der großflächigen Schweißnaht vollständig und von allen Seiten umschlossen werden.
Außerdem regelt sich die Druckverteilung über die Schweißfläche durch die Anlage der beiden Bakken aneinander selbsttätig ein, so daß es möglich wird, ein aus thermoplastischem Kunststoff bestehendes Etikett einzufügen, das gleichzeitig mit der Verschweißung der Sackränder als dritte Schweißlage aufgeschweißt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Aufhängung der frei einstellbaren Backen in der Weise getroffen werden, daß die frei einstellbaren Backen jeweils über einen in einer den Backenschwerpunkt enthaltenden Ebene liegenden Bügel an einem gestellfesten Träger aufgehängt sind und daß zwischen dem festen Träger und den einstellbaren Backen jeweils ein elastisches Organ angeordnet ist, das sie an den jeweiligen Gegenbacken andrückt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, das in der Zeichnung veranschaulicht und zum Zuschweißen von Säcken aus Kunststoff bestimmt ist, näher beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthalten die Heizvorrichtung und die Kühlvorrichtung jeweils ein Paar von Backen, von denen einer fest angeordnet und der zweite frei einstellbar ist. Die Erfindung läßt sich jedoch selbstverständlich auch bei solchen Vorrichtungen einsetzen, bei denen die Heizvorrichtung und die Kühlvorrichtung jeweils mehrere Paare von Bakken aufweisen und bei denen beide Backen jedes Paares aufgehängt sind und unter Federdruck stehen.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Aufsicht, Fig. 2, 3 und 4 Querschnitte längs der Schnittlinien IV-IV, V-V und VI-VI in F i g. 1.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Schweißvorrichtung wird am besten höhenveränderlich auf ein fahrbares Gestell montiert, so daß sie sich zum Verschweißen von Säcken verschiedener Größe einsetzen und leicht von einem Einsatzort zum anderen verbringen läßt. Das Gestell kann dann gleich auch die für den Antrieb der verschiedenen beweglichen Teile der Schweißvorrichtung notwendigen Motoren und Übertragungselemente aufnehmen.
Die dargestellte Schweißvorrichtung besitzt zwei endlose metallische Bänder 8, die horizontal verlaufen und jeweils über Trommeln 9 und 11 mit vertikaler Achse geführt sind. Die Achsen der Trommein 9 und 11 sind an zwei zueinander parallelen Längsträgern 12a und 12 b des fahrbaren Gestells der Vorrichtung befestigt.
Die Bänder 8 können aus einem Gewebe aus Metalldrähten, insbesondere aus einem Gewebe mit nicht aneinanderstoßenden bzw. verbundenen Drähten bestehen, so daß sich ein feinmaschiges metallisches Netz ergibt. Beispielsweise sind mit einem Netz aus Stahl- oder Messingdrähten mit einer Stärke zwischen 0,18 und 0,22 mm und 400 Maschen pro cm2 sehr gute Ergebnisse erzielt worden. Um ein unerwünschtes Anhaften der miteinander zu verschweißenden Kunststoffbänder an den Bändern 8 zu verhindern, wenn die Kunststoffbänder durch die Schweißhitze erweichen, kann man die Seiten der Bänder 8 mit einem Antiklebstoff, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, überziehen, der etwa in Pulverform auf die Außenseite der Bänder 8 aufgebracht werden kann.
Die Trommeln 9 und 11 sind jeweils so angeordnet, daß sich die beiden Bänder 8 auf einem Teil ihres Weges gegenseitig berühren. Die Trommeln 9 sitzen auf fest angeordneten Achsen und dienen als Antriebsrollen. Die notwendige Antriebskraft wird ihnen über in der Zeichnung nicht dargestellte Übertragungselemente von einem im Gestell untergebrachten Antriebsmotor zugeführt. Die beiden Trommeln 11 laufen dagegen lose mit, sie sind als Spannglieder für die Bänder 8 gedacht und dementsprechend in den Längsträgern 12a und 12 b längsverschieblich und unter Federdruck stehend gelagert.
Auf dem Weg der Bänder 8 zwischen den Trommeln 9 und 11 sind nacheinander - in Richtung der VorwärtsbewegungF der Bänder - ein Paar Heizbacken 31 a, 31 b, ein Paar Druckrollen32 und ein Paar Kühlbacken 33 a, 33 b angeordnet.
Die beiden ähnlich ausgebildeten Heizbacken 31 a, 31 b enthalten im wesentlichen (vgl. F i g. 2) eine U-förmige metallische Armatur 34 a, 34b, die auf der Seite des Bandes 8 durch einen Heizschuh 35 aus Kupfer oder einem ähnlichen Material abgeschlossen ist; dieser Heizschuh 35 ist mittels Haken 36 gehaltert, die ihrerseits mit Schrauben 37 befestigt sind.
Im Innern der metallischen Armatur, beispielsweise der Armatur 34 b, ist eine Einlage 38 aus feuerfester Erde vorgesehen, in der Heizwiderstände39 angeordnet sind, die an der Oberfläche der Einlage38 liegen und vom Heizschuh 35 durch eine Isolierstoffschicht 41 aus Mica oder einem ähnlichen Material getrennt werden.
Auf der dem Heizschuh 35 gegenüberliegenden Seite werden die Einlagen 38 durch thermische Isolierstoffplatten 42 begrenzt, die durch einstellbare Schraubbolzen 43 angedrückt werden. Diese Bolzen drücken auf diese Weise die Heizschuhe 35 nach außen, die ihrerseits durch die Haken36 gehalten werden.
Die beiden metallischen Armaturen 34a und 34b sind in unterschiedlicher Weise angeordnet. Die Armatur 34a stützt sich über Figur 45 auf einem Winkelstück 44 ab, das mit dem Längsträgerl2a verbunden ist. Im Winkelstück 44 sind Schrauben 46 vorgesehen, die eine Einstellung der Neigung des Heizbackens 31 a ermöglichen. Außerdem steht der Heizbacken 31 a unter dem Druck einer Gewindestange47, die in einen kugelförmigen Kopf 48 ausmündet, der sich in einer Pfanne 49 an der Rückseite der Armatur 34a abstützt. Eine Mutter 51 gestattet die Verstellung der Stange 47 und damit eine entsprechende Einstellung des Heizbackens 31 a.
Der andere Heizbacken 31b ist mit Halterungen 52 versehen, die mit Schrauben 53 befestigt sind.
Diese Halterungen 52 stehen über Bügel 54 mit Trägern 55 in Verbindung, die am oberen Quersteg 56 des Längsträgers 12 b angebracht sind. Die Bügel 54 sind in einer vertikalen Ebene angeordnet, die durch den Schwerpunkt des Heizbackens 31b verläuft, so daß sich dieser in einem stabilen Gleichgewicht befindet.
Dem Heizbacken 31 b ist ferner ein System zur Erzeugung eines elastischen Druckes zugeordnet. Dieses System enthält eine Gewindestange 57, die frei in einer Bohrung 58 einer Platte 59 gleiten kann, die an dem mit einer Ausnehmung versehenen Steg des Längsträgers 12 b befestigt ist. Die Gewindestange 57 wird durch eine Feder 61, die zwischen der Platte 59 und einer Scheibe 60 angeordnet ist, an den Heizbacken 31b gedrückt. Der kugelförmige Kopf 63 dieser Gewindestange57 wird durch eine Pfanne 62 aufgenommen, die den Druck auf die U-förmige metallische Armatur 34b überträgt. Weiterhin ist eine Mutter 64 vorgesehen, die den Bewegungsspielraum der Stange 57 in Richtung auf den Heizbacken 31b zu begrenzt.
Die Kühlbacken 33 a, 33 b sind in ähnlicher Weise aufgebaut; ihre Konstruktion ist jedoch etwas einfacher, da sie nur einen hohlen Schuh 66, beispielsweise aus Kupfer, enthalten, der an der profilierten Armatur 67 durch Schrauben 68 befestigt ist. Die rohrförmigen Schuhe 66 werden von Kühlwasser durchströmt, das über ein Rohr 69 zugeführt wird und über ein Rohr 71 abfließt.
Die Druckrollen 32 sitzen in Lagern 72, die kulissenartig in festen Buchsen 73 gleiten und unter der Wirkung von Federn 74 stehen, deren Spannung durch eine Gewindehülse 75 einstellbar ist.
Im Betrieb wird die vorstehend in ihrem Aufbau erläuterte Schweißvorrichtung in der Nähe einer Fördereinrichtung angeordnet, über die die zu schweißenden Säcke oder sonstigen Behälter zugeführt werden. Die Anordnung wird dabei so getroffen, daß die zu verschweißenden Endstücke der Säcke (meist die oberen Ränder) in Höhe der Bänder 8 liegen. Alsdann wird der Motor der Schweißvorrichtung in Betrieb gesetzt: er ist mit der Fördereinrichtung so synchronisiert, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Bänder genau der Fördergeschwindigkeit der Säcke entspricht. Die Heizwiderstände 39 werden dann so gespeist, daß die Temperatur der Heizschuhe 35 beispielsweise zwischen 150 und 2300 C liegt, wobei die Art und die Stärke des zu schweißenden Materials zu berücksichtigen ist.
Die Schweißtemperatur wird durch die Umlaufgeschwindigkeit der Bänder 8 bestimmt.
Für Säcke aus Polyäthylen mit einer Stärke von 0,25 mm kann man beispielsweise eine Folge von 1000 Säcken pro Stunde und eine Temperatur zwischen 180 und 2100 C vorsehen. Die Gleichmäßigkeit der Temperatur kann mit Hilfe einer Steuereinrichtung erzielt werden, die an den Heizbacken angebrachte Thermoelemente enthält. Die elektrischen Widerstände 39 können mit Niederspannung, beispielsweise 24 bis 42V gespeist werden, was die Betriebssicherheit für die Bedienungsperson erhöht. Die Heizleistung kann zwischen 2000 und 4500 Watt liegen.
Die Art der Aufhängung des Backens 31 b erleichtert die Erzielung eines gleichmäßigen Druckes zwischen den Backen 31 a und 31 b; die Art der Regelung der Querlage des Backens 31a ermöglicht eine genaue Einstellung der Heizschuhe 35 auf beiden Seiten der Mittelebene der Trommeln, was gleichfalls für eine gute Schweißung sehr wichtig ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte klar sein, daß die über die Fördereinrichtung zugeführten und zwischen den Trommeln 11 eingeführten Säcke durch die Bänder 8 erfaßt werden und durch die He-zschuhe 35 auf Schweißtemperatur gebracht werden.
Die Backen 31 a und 31 b sowie die Druckrollen 32 üben nur an gewissen Stellen der Maschen der Metallgewebe einen Druck auf die Wandungen der Säcke aus. Der Druck in diesen Punkten ist daher stark und bewirkt ein gutes Ineinanderdringen der auf Erweichungstemperatur gebrachten Sackwandungen.
Bei diesem starken punktförmigen Schweißdruck stört das Vorhandensein einzelner Staubteilchen nicht. Darüber hinaus wird infolge der Größe der Schweißzone (etwa 30 bis 40 mm) auch beim Vorhandensein gewisser Unregelmäßigkeiten in der Schweißzone eine einwandfreie Abdichtung mit Sicherheit erreicht.
Die Kühlbacken bringen die miteinander verschweißten Wandungen der Säcke wieder in ihre ursprüngliche Konsistenz und beenden auf diese Weise den Schweißvorgang.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Verschweißen von Wandungen aus thermoplastischem Material, insbesondere der oberen Ränder von Kunststoffsäcken mit zwei parallel angeordneten endlosen metallischen Bändern, die sich längs eines Teiles der Bewegungsbahn berühren und die synchron mit der Förderbewegung der zwischen den beiden Bändern hindurchgeführten zu verschweißenden Wandungen angetrieben werden, ferner mit einer das Material auf Schweißtemperatur erwärmenden Heizeinrichtung und einer in Bewegungsrichtung der Bänder folgenden Kühleinrichtung, wobei die Heiz- und die Kühleinrichtung aus je zwei zu beiden Seiten der miteinander zu verschweißenden Wandungen angeordneten Backen bestehen, von denen der eine vorzugsweise ortsfest angeordnet ist und der andere durch Federkraft in Richtung auf den ersten Backen gedrückt wird und hierbei die beiden miteinander zu verschweißenden Wandungen aneinanderpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Backen (31b, 33b) der Heizeinrichtung (31 a, 31b) und der Kühleinrichtung (33a, 33b) am Maschinengestell gegenüber dem anderen Backen (31 a, 33a) frei einstellbar aufgehängt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frei einstellbaren Backen (31b, 33b) jeweils über einen in einer den Bakkenschwerpunkt enthaltenden Ebene liegenden Bügel (54) an einem gestellfesten Träger (12 b) aufgehängt sind und daß zwischen dem festen Träger (12b) und den einstellbaren Backen (31b, 33 b) jeweils ein elastisches Organ (Feder 61) angeordnet ist, das sie an den jeweiligen Gegenbacken (31 a, 33 a) andrückt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 105 602.