DE1454959A1

DE1454959A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verschweissung von Kunststoffsaecken

Info

Publication number: DE1454959A1
Application number: DE19641454959
Authority: DE
Inventors: Fecher Dipl-Ing Friedrich; Manhart Dr Gernot; Rosewicz Dr Horst; Jakob Schoenmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1964-03-28
Filing date: 1964-03-28
Publication date: 1969-04-30
Also published as: CH433700A; GB1094783A; BE661695A; US3369950A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Verschweißung von Kunststoffsdeken Säcke aus Kunststoffolie mit einer Dicke von etwa 092 mm können kontinuierlich durch Vorrichtungen verschweißt werden, in denen die zum VerschweiBen nötige Wärme mittels Konvektion, Leitung oder Strahlung auf die Folie Ubertragen wird.
Es ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Wärme mittels beheizter Preßluft den Folien zugeleitet wird. Der Transport sowie die seitliche FUhrung der zu schweiBenden Teile wird von vier endlosen, paarweise angeordneten Stahlbander übernommen. Zwischen den beiden Bandpaareng die mit Abstand Ubereinanderliegen, befindet sich die zu verschweißende Nahtstelle der Folie. Die PreBluft wird mittels zwe@@@Düsen zugefUhrtg die einander gegenüberliegen.
Ein Vorteil dieser Vorrichtung ist, daß ein Kontakt der Nahtstelle mit einem festen metallischen Andruckteil während des Schweißvorganges vermieden wird. Der Schweißvorgang kann daher schnel. l unterbrochen werdeng indem man die Zufuhr der PreBluft mittels eines Nadelventils absperrt.
Nachteilig bei dieser Sehweißmaschlne ist aber, daB bei stark verstaubten Innenflächen die Festigkeit der Verschweißung von der Dicke der Staubschicht abhängt und die Naht bei starkem Staubbesatz sich bei Zug auf die Folie wieder offnet. Dies gilt auch dann, wenn die Staubschicht mittels einer gezahnten Druckrolle unterbrochen wird.
Aus diesem Grund benutzt eine andere bekannte Vorrichtung die stets nur schwach verstaubten Außenflächen der Folie als Nahtflächen und verwendet als Verschluß einen Streifen aus demselben Material wie der zu verschweiBende Sack. Dieser Streifen wird durch eine Faltvorrichtung dachreiterartig geformt und über die vorher glati und gerade geschnittene Sackaffnung gelegta In diesem Zustand werden Sackoberkante und Streifen von einem umlaufenden Stahlband erfaßt und nacheinander an der Schweiß und KUhlstation vorbeitransportiert. Als Schweißstation dient ein federnd gelagerter, elektrisch beheizter Metallkdrper, der die Wärme durch das Stahlband und den dachreiterartig gefalteten Streifen hindurch auf die Sackaußenfläche Uberträgt.
Die Kühlstation besteht bei dieser bekannten Vorrichtung aus federnd gelagerten und wassergekühlten hohlen Metalleisten.
Das erhitzte Band samt dem angeschmolzenen Kunststoff k+Whlt sich an dieser Stelle abs was leicht zu einem Abldsen des Kunststoffes führt.
Diese Vorrichtung hat den Nachteile daB der Transport des eingefthrten Foliensackes nicht unterbrochen werden kann, da sonst der Kunststoff verbrennt. Außerdem werden in dem Metallband durch die andauernden Temperaturwechsel Spannungen erzeugt, die die Lebensdauer dieser Stahlbänder stark vermindern.
Beiden angeführten Verfahren zum Verschweißen von Kunststoffolien ist gemeinsamS daB die Wärme von außen nach innen gebracht werden muß, um eine Verschweißung zu erzielen. Da der AbfUllvorgang bei MassengUtern meist mit hoher Geschwindigkeit verlåuft, muß bei der niedrigen Wärmeleitzahl von Kunststoff und den wegen der Festigkeit notwendigen dicken Wdnden der zu versehweißenden Folien die notwendige Verweilzeit durch eine ausreichende Länge der Heizstation erreicht werden. Das fUhrt zu sehr langen Maschinen.
Außerdem muß die zur Erweichung notwendige W§rmemenge wieder abgeführt werden, wodurch eine Kühlvorrichtung notwendig wird.
Aufgabe der Erfindung war ess die bisher beim Verschweißen von verstaubten KunststoffsEcken unvermeidbaren Schwierigkeiten auszuschalten und ein kontinuierliches Schweißverfahren zu entwickeln. Bei diesem Verfahren wird erfindungsgem§ß die Sackoberkante gerade beschnitten, die Sackaußenfläche beiderseits dieser Kante erwArmt und oberflächlich aufgeschmolzen, der Verschlußstreifen in LKngsrichtung in der Mitte dachreiterformig gefaltet über die Sackoberkante geführte an seinen inneren Flache beiderseits gleichfalls erwdrmt und oberflächlich aufgeschmolzen und mit seiner mittleren Faltkante nach oben über die aufgeschmolzenen Sackaußenflächen gefUhrts von außen beiderseits angepreßt und dadurch mit dem Sack verbunden.
Der von der Oberkante des Sackes aus abgeschnittenee ringfdrmige Streifen wird unter Pressung gleichzeitig mit der Bewegung des Sackes ausgetragen.
Der Verschlußstreifen wird von einer Vorratsrolle abgezogen und in der Mitte gefaltet und intermittierend nach Erwhrmung und oberflächlicher Aufschmelzung an den InnenflKchen auf die Außenflächen der Oberkante des Sackes gepreßt.
Die Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffsacken mit einem Verschlußstreifen ist dadurch gekennzeichnete daB ein aus einem festen hinteren Teil und einem beweglichen vorderen Teil bestehender Rahmen mit einem Scharnier zwischen beiden Teilen in senkrechten Wellen geführte Metallscheiben zur Aufnahme von zwei paarweise zueinander angeordneten endlosen Bdndern zum Transport des Sackes, eine Schnittvorrichtung über dem Transportbänderpaare ein weiteres Transportbande, rpaar über dem erstgenannten zum Abführen des abgeschnittenen Reststreifens, Formbleche in4Form eines umgekehrten V über den aneinander anliegenden Oberkanten des ersten Transportbänderpaares, zwei waagrecht im Rahmen befestigte, einander gegenüberliegende Roder mit geränderter Stirnfläche in der Mitte der Formbleche, von denen ein Rad starr im Rahmen, das andere gegenUber diesem beweglich angeordnet ist, eine Antriebsvorrichtung fUr die genannten Rades ein Kontakt am hinteren Ende der Formbleche zum Einschalten der FUhrungseinrichtung fUr den Verschlußstreifens und zwei gegenUberliegend angeordnete, elektrisch beheizte, beiderseits um eine horizontale Achse drehbar angeordnete, durch ein Gegengewicht nach unten wegdrehbare und durch einen Elektromagneten nach oben gefUhrte Heizkeile angeordnet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt eine Vorrichtung, bei der ein dachreiterartig gefalteter Streifen zum Verschluß benutzt wird, die Wrme jedoch nicht von außen nach innen dringen muß sondern den beiden VerbundRlEchen mittels zweier metallischer Heizkeile zugefUhrt wird.
Beim Schweißen wird daher nur eine donne Schicht an der Oberflache der zu verbindenden Teile erweicht. Da die Wdrme nicht von außen nach innen weitergeleitet werden muß beeinflußt eine geringe Wärmeleitzahl der Teile den Verschluß nicht mehr entscheidend. Man benötigt also keine langen Verweilzeiten, d. h., selbst bei hoher Transportgeschwindigkeit kann die Vorrichtung kurz gebaut werden.
Zum Erweichen der dünnen Schichten auf den Verbundflächen wird Uberdies nur ein geringer Teil der Wärme benötigt, die nötig wAreS wenn man die Folie in ihrem ganzen Querschnitt gleichmäßig aufschmelzen montez Dadurch wird eine intensive Kühlung der Naht überflüssig, so daB die Machine kein KUhlwasser benötigt. Lediglich ein Gebläse ist nötig, um die verhältnismäßig geringe zugeführte Wärmemenge nach dem Verschweißen wieder abzuführen.
Stahlbändere die durch Temperaturwechsel beansprucht werden und daher brechen kdnnens sind ebenfalls entbehrlich, so daß die Vorrichtung sehr betriebssicher arbeitet.
Bei diesem Verfahren werden die stets weniger verstaubten Außenflächen als VerbundRlEahen benutzt. Daher werden selbst bei starken Staubanfall dichte und feste Schweißnähte erzeugt.
Ein weiterer Vorteil besteht tarins daB die Naht bei Belastung durch den Druck des FUllgutes und der im Stapel dar-Uberliegenden Packungen durch gleichmassige Schubspannungen in der Verbundebene belastet wird.
Die Vorrichtung vereinigt eine kurze Bauweise mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit, großer Betriebssicherheit und ergibt Nähte hoher Festigkeit. Dartber hinaus ist die Vorrichtung einfach zu bedienen-und die mit ihr hergeatellten Nähte zeigen bei Belastung eine günstige Beanspruchung.
In den Figuren ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine SchrAgansleht der Vorrichtungs Fig. 2 und Fig. 3 schematisch die Anordnung der Bandpaare und Fig. 4 die Anordnung der Heizkeile.
Die erflndungagemBe Vorrichtung ist in einem zweiteiligen Rahmen eingebaut, der aus einem festen hinteren Teil 1 und einem drehbaren vorderen Teil 2 besteht (Fig. 1). Der drehbare Teil 2 ist in einem Scharnier 3 drehbar angeordnet. In den beiden Teilen le 2 des Rahmens sind zehn senkrechte lange Wellen 4 bis 13 angeordnet, außerdem nochmals zusKtzlich vier kurze Wellen 14 bis 17e Die Wellen 15 bis 17 nehmen die Teile auf, die zum Transport des von der Schnittvorrichtung abgetrennten Abschnittes dienen. Die Wellen 6 bis 9, 12, 13 tragen Scheiben 18 bis 23 zur Aufnahme von Keilriemen oder Ketten 24 bis 26e Der Antrieb der Ketten erfolgt Uber einen Motor 27, ein Regelgetriebe 28 und ein kleines Kegelrad 29, welches mit einem groBen Kegelrad 30 in Eingriff ist. Von dem Kegelrad 30 wird ein auf der gleichen Welle 6 befestigtes Zahnrad 31 und Uber den Xellriemen 24 die Scheibe 19 auf der Welle 7 angetrieben. Das Zahnrad 31 treibt direkt ein Zahnrad 32 auf der Welle 10 und über ein kleines Zahnrad 33 auf der Welle 5 ein Zahnrad 34 auf der Welle 4 an. Uber dem Zahnrad 34 befindet sich auf der gleichen Welle 4 ein Zahnrad 35, durch das über ein Zahnrad 36 die Welle 11 gedreht wird.
Die an dem Sackeintrittsende der Maschine liegenden Wellen 8 und 13 tragen an ihrem unteren Ende eine aus zwei rotierenden Messern 37 und 37 a bestehende Schnittvorrichtung.
Zur Aufnahme eines TransportbSnderpaares 38, 39 sind am unteren Ende der Wellen 4 und 11 jeweils Umlenkrollen 43 und 44 fUr die beiden Bander 38 und 39 angebracht. Den Umlenkrollen 43 und 44 entsprechen an der zweiten Umlenkrolle' zwei weitere Umlenkrollen 45 und 46, die in den Achsen 9 und 12 gelagert sind (Fig. 3).
In gleicher Höhe mit den Umlenkrollen 45 und 46, jedoch seitlich gegeneinander versetzte befinden sich fünf weitere Umlenkrollen 47 bis 51 zur Aufnahme zweier, jeweils paarweise und gegenuberliegend angeordneter TransportbAnder 53, 54.
Hierbei wird das vordere Band zusStzlich derart um die dritte Umlenkrolle 49 umgelenkt, daB der durch die Messer 37 und 37 a abgetrennte Folienstreifen 52 seitlich ausgetragen werden kann (Fig. 2).
Zwischen dem oberen (53, 54) und unteren (38, 39) Transportblnderpaar sind in Transportrichtung hinter den Wellen der Transportscheiben die beiden Wellen 8 und 13 angeordnet, auf denen die rotierenden Messer 37 und 37 a angebracht sind.
Diese schneiden den in einer veränderlichen Höhe eingeführten Sack in einem vorgeschriebenen Abstand über den unteren TransportbKndern 38, 39 ab.
Die auf diese Weise gerade geschnittene Sackoberkante 69 lkuft unter einem breitens von einer Rolle 55 ablaufenden e Streifen 56 hindurch, der von einer Rolle 57 umgelenkt und durch geeignete Formdrähte 58 in die Form eines umgekehrten V gebracht wird. In der Mitte der Faltvorrichtung 74 befinden sich zwei waagrecht angeordnete, gegenüberliegende Räder 59J 60 mit profilierter Oberfläche. Das Rad 59 ist an der senkrecht verlaufenden, starren Welle 7, das andere an der ebenfalls senkrecht verlaufenden, jedoch exzentrisch um die Welle 14 beweglichen Welle 70 angebracht. Beide Roder 59, 60 sind Uber Zahnräder 71, 72, die Welle 7 und die Kette 24 mit der Antriebsvorrichtung 18, 30, 29 verbunden und werden stetig angetrieben.
Erreicht nun die vordere, senkrecht verlaufende Sackkante 73 diejenige Stelle der Faltvorrichtung 74, an der sich die beiden gegenüberliegenden Rader 59, 60 drehen, so wird durch einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Kontakt eine Bewegung der exzentrisch gelagerten Welle 70 derart ausgeldst, daB die beiden Räder 59, 60 gegeneinander gepreßt werden. Auf diese Weisetird der dazwischenliegende, inzwischen gefaltete Streifen 56 samt der darunter befindlichen und durch die Messer auf eine bestimmte Hdhe über der oberen Kante des unteren Transportbandes zugeschnittene Sackoberkante gefaßt und zur SchweiBstation transportiert. Diese besteht aus den beiden gegenUberliegend angeordneten, beheizten Keilen 61 und 61 a aus einem Metall mit hoher Wrmeleitzahl, z. B. aus Kupfer. Die Keile sind um horinzontale, in Bandrichtung außerhalb der Rahmenteile laufende Achsen 63, 63 a drehbar angeordnet (Fig. 4).
Die Ruhestellung der Keile 61 und 61 a ist dadurch gekennzeichnet, daß sie durch das Gewicht der sie umgebenden Heizwicklung 75 und 75 a so weit nach unten ausgeschwenkt sind, daB sie das dachreiterartig geformte und an dieser Stelle als Gegenlager dienende Formblech 65 nicht berUhren.
Befinden sich Streifen und Sackoberkante unter diesem Blech, das die Form eines umgekehrten V hat, so wird durch die Magnete 64 und 64 a eine Kraft auf den der beheizten Seite gegenüberliegenden und als Hebelarm fungierenden kürzeren Teil 66 und 66 a des Heizkeiles ausgeUbt, so daB die beiden Heizkeile6l und 61 a auf das Blech 65 dergestalt einschwenken, daB die beiden Außenflächen der Sackoberkante sowie die beiden InnenflKchen des Streifens gleichzeitig berUhrt werden und erweichen. Der V-förmige Streifen wird danach durch zwei federnd gelagerte, an den senkrechten Wellen 6 und 10 einander gegenüberliegend angeordnete, profilierte Roder 67, 68 erfaßt und zusammengedrückt. Hierbei werden die erweichten Flache unter Druck verschweißt. Schließlich wird der verschlossene Sack weitertransportiert und aus der Vorrichtung ausgetragen.
Mit dem Kontakt fUr die Transportvorrichtung 59 und 60 fUr den Verschlußstreifen (Dachreiter) ist gleichzeitig eine Schere 76 gekoppelt, die den Verschlußstreifen unmittelbar nach dem verschlossenen Sack abschneidet.
Die Naht wird gegebenenfalls durch einen von einem kleinen GeblKse erzeugten Luftstrom gekühlt.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur VerschweiBung von Kunststoffsäcken mit einem VerschluBstreifen, dadurch gekennzeichnete daß die Sackoberkante gerade beschnitten, die Sackaußenfläche beiderseits dieser Kante erwErmt und oberflXchlich aufgeschmolzen, der Versohlußstreifen in Lkngsrichtung in der Mitte dachreiterfdrmig gefaltet über die Sackoberkante geführt und an seinen inneren Flächen beiderseits gleichfalls erwärmt und oberflkohllch aufgeschmolzen und mit seiner mittleren Faltkante nach oben über die aufgeschmolzenen Sackaußenflächen geführt, von auBen beiderseits angepreBt und dadurch mit dem Sack verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj daB der von der Oberkante des Sackes aus abgeschnittene, ringfumige Streifen unter Presamg gleichzeitig mit der Bewegung des Sackes ausgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der VerschluBstreifen von einer Vorratsrolle abgezogen und in der Mitte gefaltet und intermittierend nach Erwtrmung und oberflkohlicher Aufschmelzung an den Innenflächen auf die Außenflächen der Oberkante des Sackes gepreBt wird.
4. Vorrichtung zur DurchfUhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB ein aus einem festen hinteren Teil und einem beweglichen vorderen Teil bestehender Rahmen mit einem Scharnier zwischen beiden Teilen, in senkrechten Wellen geführte Metallscheiben zur Aufnahme von zwei paarweise gegeneinander angeordneten endlosen Bändern zum Transport des Sackes, eine Schnittvorrichtung Uberdem TransportbSnderpaar, ein wei teres Transportbänderpaar über dem erstgenannten zum Abführen des abgeschnittenen Reststreifens, Formbleche in Form eines umgekehrten-V Uber den aneinander anliegenden Oberkanten des ersten Transportbänderpaares, zwei waagrecht im Rahmen befestigte, einander gegenüberliegende Rader mit geränderter Stirnfläche in der Mitte der Formbêches von denen ein Rad starr im Rahmen, das andere gegenUber diesem beweglich angeordnet ist, eine Antriebsvorrichtung fUr die genannten Räder, ein Kontakt an hinteren Ende der Formbleche zum Einschalten der FUhrungseinrichtung fUr den VerschluBstreifen, und zwei gegenüberliegend angeordnete, elektrisch beheizte, beiderseits um eine horizontale Achse drehbar angeordnete, durch ein Gegengewicht nach unten wegdrehbare und durch einen Elektromagneten nach oben gefUhrte Heizkeile angeordnet sind.

Zeichno