DE1629229B1

DE1629229B1 - Verfahren und vorrichtung zum verschweissen und trennen von uebereinanderliegenden thermoplastischen schrumpffolien

Info

Publication number: DE1629229B1
Application number: DE19661629229
Authority: DE
Inventors: Seymour Zelnick
Original assignee: Weldotron Corp
Current assignee: Weldotron Corp
Priority date: 1963-12-05
Filing date: 1966-08-27
Publication date: 1971-04-22
Also published as: US3243330A; GB1094830A; US3355337A; DE1479852A1; DE1479852B2; GB1075869A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ¥ ßung der Folien dienenden Teil der Vorrichtung,

eine Vorrichtung zum Verschweißen und Trennen von ·ψ Deren Stützwellen 26 und 28 weisen etwa gleich

übereinanderliegenden thermoplastischen Schrumpf- ~ große im Eingriff miteinander stehende Zahnräder

folien, bei dem bzw. der die übereinanderliegenden 56 und 58 auf, die an den Wellen fest angebracht

Folien zwischen zwei nebeneinanderliegenden Paaren 5 sind. Ein Motor 60 mit veränderlicher Drehzahl,

von Klemmorganen eingespannt und der zwischen vorzugsweise ein Elektromotor, steht in Antriebs-

den Klemmorganen liegende Teil der Folien durch verbindung mit der Stützwelle 26, wodurch beim Be-

ein Heizelement getrennt und verschweißt wird. trieb des Motors die Welle 26, das Zahnrad 56 und

Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrich- auf der Welle 26 befestigte Rollen 10, 12, 14 und 16 tang sind durch die französische Patentschrift io in die durch den Pfeil über der Welle26 in Fig. 1 1 317 910 bekanntgeworden. Wenn jedoch die über- angedeuteten Richtung gedreht werden. Diese Dreeinanderliegenden Folien zwischen zwei nebenein- hung entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß F i g. 1 hat anderliegenden Paaren von Klemmorganen einge- infolge des im Eingriff mit dem Zahnrad 56 stehenspannt werden, besteht die Gefahr, daß sich in dem den Zahnrads 58 eine entsprechende, jedoch entdazwischenliegenden durchzutrennenden und zu ver- 15 gegengesetzt gerichtete Drehung des Zahnrades 58, schweißenden Teil der Folien Leerräume bzw. Luft- der Welle 28 und der auf der Welle 28 befestigten zwischenräume bilden, die die Verschweißung der Rollen 18, 20, 22 und 24 in die durch den Pfeil über Folien ungünstig beeinflussen. Solche Leer- oder der Welle 28 in Fig. 1 angedeuteten Richtung zur Luftzwischenräume können leicht auftreten, wenn die Folge. Es versteht sich somit, daß die Rollen 10,12, Folien z. B. eine Faltenbildung aufweisen bzw. nicht 20 14 und 16 durch den Motor 60 mit der verändereinwandfrei eben sind. baren Drehzahl mit einer gewünschten Umlauf-

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zu- geschwindigkeit in einer ersten Drehrichtung ange-

gründe, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art trieben werden können und daß die Rollen 18, 20,

anzugeben, das die Bildung von Leer- bzw. Luft- 22 und 24 mit praktisch der gleichen Drehzahl in

zwischenräumen zwischen den übereinanderliegenden 25 der entgegengesetzten Richtung angetrieben werden.

Folien vermeidet, die zwischen zwei nebeneinander- Durch die Reibberührung zwischen den über den

liegenden Paaren von Klemmorganen eingespannt Rollen laufenden Förderbändern 38, 40, 42, 44, 46,

sind, um dadurch die Ausbildung einwandfreier kon- 48, 49 und 53 werden die Rollen eines zweiten

tinuierlicher Schweißnähte ohne Fehlerstellen zu er- Rollensatzes nach Art eines Riementriebs in einer

möglichen. 30 entsprechenden Weise angetrieben, wie dies durch

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch die Pfeile auf den Rollen in Fig. 2 angedeutet ist

gelöst, daß die eingespannten Folien vor dem Ver- Zusätzliche Antriebsvorrichtungen in der Form des

schweißen durch eine relativ niedrige Erwärmung in Motors 60 und ineinandergreifender Zahnräder 56

innige Berührung miteinander geschrumpft werden. und 58 oder irgendeine von einer Vielzahl bekannter,

Diese relativ niedrige Erwärmung der zwischen den 35 eine Drehbewegung übertragender Vorrichtungen mit

Klemmorganen liegenden Teile der Folien bringt den einem formschlüssigen Antrieb, wie beispielsweise

Vorteil, daß evtl. Leer- oder Luftzwischenräume eine Kettenradanordnung, können zum Antrieb der

zwischen den Folien »ausgeschrumpft« sind, wenn Rollen des zweiten Rollensatzes in gleicher Richtung

die Folien dem eigentlichen Schweißvorgang unter- und mit gleicher Drehzahl wie die entsprechenden

zogen werden, in dem dann eine kontinuierliche, ein- 40 Rollen des ersten Rollensatzes gemäß F i g. 1 verwen-

wandfreie Schweißnaht erhalten wird. det werden. Es sei ferner bemerkt, daß die Ab-

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine.Vor- schnitte der Stützwellen 26, 28, die sich zwischen den richtung mit zwei im Abstand parallel nebeneinander- Rollen 12 und 14 oder 20 und 22 erstrecken, wegliegenden, fortlaufenden bewegbaren Sätzen von gelassen werden können und daß jede auf diese Förderbändern und zwischen den Förderbändern 45 Weise gebildete Vier-Rollen-Gruppe, z. B. die Rollen mit Abstand über den Folien angeordneten Strah- 14, 16, 22 und 24 gemäß Fig. 1, in der oben erläulungsheizelementen, die dadurch gekennzeichnet ist, terten Weise unabhängig angetrieben werden können, daß vor dem Strahlungsheizelement eine Strahlungs- Dies kann z. B. bei Anwendungsfällen erwünscht sein, heizquelle über den von den Förderbändern ein- bei denen verhältnismäßig große Gegenstände durch gespannten Folien mit einer geringeren Heizleistung 50 eine Hülle aus Schraumpffolien 50 und 52 zu verangeordnet ist. packen sind und die Gegenstände während des Folien-

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vor- trenn- und Schweißvorganges durch die Zone geför-

richtung besteht darin_r daß oberhalb und unterhalb dert werden sollen, die, wie aus Fig. 1 zu ersehen

der eingespannten Folien vor den Strahlungsheiz- ist, von diesen Stützweilenabschnitten eingenommen

elementen langgestreckte Strahlungsheizquellen für 55 wird.

die Schrumpfung angeordnet sind. Die langgestreck- Wenn die entsprechenden Rollen und Förderten Strahlungsheizquellen überspannen einen relativ bänder mit der gleichen Drehzahl nach irgendeiner großen Teil der zwischen den Klemmorganen liegen- der oben beschriebenen Art angetrieben werden, ist den Folienteile, wodurch die innige Berührung der ein Fördersystem gebildet, so daß zwei oder mehr Folien infolge der Schrumpfung gefördert wird. 60 Schrumpffolien 50 und 52 gleichzeitig zwischen die

Die Erfindung wird anschließend an Hand der vertikal ausgerichteten Paare von sich bewegenden

Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Förderbändern 49 und 53, 46 und 48, 42 und 44

Es zeigt sowie 38 und 40 eingeführt werden können, die dann

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Teils der Vorrich- sehr fest zusammengepreßt und durch die Förder-

tung und 65 bänder infolge der nicht unbeträchtlichen Reibungs-

Fig. 2 eine Seitenansicht der vollständigen Vor- kräfte zwischen diesen gleichförmig, und fortlaufend

richtung. von links nach rechts gefördert werden, wie dies aus

Die F i g. 1 zeigt den der Trennung und Verschwel- F i g. 2 hervorgeht.

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Vier Strahlungsheizelementenanordmingen sind all- gleichförmigen Geschwindigkeit schrumpft. Wenn gemein bei 70, 72, 74 und 76 in der F i g. 1 dar- sich die Folien 50, 52 zwischen den entsprechenden gestellt, wobei eine jede dieser Elementenanordnun- Strahlungsheizelementen 92 und 114 sowie 118 und gen zwischen den Förderbändern angeordnet ist, die 122 befinden, jedoch mit diesen nicht in Flächenantriebsmäßig mit den benachbarten Paaren von in 5 berührung stehen, beginnt infolge der beträchtlichen Längsrichtung ausgerichteten Rollen verbunden sind. von letzteren abgestrahlten Wärme das Schmelzen Die Strahlungsheizelementenanordnung 74 ist dabei der Abschnitte der Folien. Die fortgesetzte Zuführung zwischen dem Förderband 38 und dem Förderband dieser Strahlungswärme auf diese Abschnitte der 42 angeordnet. In ähnlicher Weise ist die Strahlungs- Folien, während letztere zwischen den Strahlungsheizelementenanordnung 70 zwischen dem Förder- io heizelementen weitergefördert werden, hat zur Folge, band 46 und dem Förderband 49 angeordnet. Die daß die ersteren von den Heizelementen weg gegen Strahlungsheizelementenanordnungen 72 und 76 sind die benachbarten Flächen der Förderbänder geentsprechend zwischen den Förderbändern 53 und 48 schmolzen werden. Auf Grund der erwünschten, und den Förderbändern 44 und 40 angeordnet. wenngleich nicht notwendigen Verwendung von

Eine jede der Strahlungsheizelementenanordnungen 15 orientiertem Kunststoff für die Folien schreitet dieser ist von gleicher Ausführung und weist zwei in Längs- Schmelzvorgang mit einer gleichmäßigen Geschwinrichtung voneinander beabstandete Stützteile auf, digkeit gegen die Förderbänder hin fort, wobei mehzwischen denen sich je ein elektrisches Strahlungs- rere Schweißwülste 130, 132, 134 und 136 (Fig. 1) heizelement 92, 118, 122 und 114 erstreckt. Als Bei- durch den geschmolzenen Kunststoff ausgebildet werspiele für die Abmessungen des Strahlungsheiz- 20 den, während diese Schweißwülste ebenfalls gegen elements, den Förderband-, Strahlungsheizelement- die Förderbänder hin fortschreiten. Hierbei wird fort- und Folien-Abstand, die sich in der Praxis als zu- laufend und nur durch die Längen der Folien 50 und friedenstellend herausgestellt haben, werden folgende 52 beschränkt ein langer fortlaufender Schlauch 142 Werte angegeben: Das Heizelement 92 kann eine ausgebildet, der an jeder Seite durch luftdichte Breite von 3 mm und eine Dicke von 1 mm auf- 25 Schweißwülste 132 und 134 begrenzt ist, die gleichweisen, und es kann ferner in der Mitte zwischen förmig aussehen und eine beträchtliche Festigkeit den Förderbändern 38 und 42 angeordnet sein, die aufweisen.

wiederum einen Abstand von etwa 6 mm haben. In der gewerblichen Verarbeitung können die Fo-Außerdem wird das Heizelement vorzugsweise etwa lien faltig sein und daher nicht in inniger Berührung 0,76 mm über der Oberfläche der oberen Schrumpf- 30 miteinander stehen, obwohl sie zwischen den oberen platte 50 angeordnet, die zwischen den Förder- und unteren Förderbändern eingeklemmt sind. Im bändern 38 und 40 und 42 und 44 vorwärtsbewegt Hinblick auf diese Tatsache werden die Abschnitte wird. Im Betrieb führt das Strahlungsheizelement 92 der Strahlungsheizquellen, die zunächst den sich forteinen beträchtlichen Strom, wodurch das Element schreitend vorwärts bewegenden, am Umfang einfast augenblicklich elektrisch auf Temperaturen im 35 geklemmten Abschnitten der Folien gegenüberliegen, Bereich von 815 bis 1092° C erwärmt wird. Es ist mit einer Temperatur betrieben, die den Teil der ferner eine Vorkehrung getroffen, um das Strahlungs- Folien, der zwischen den Förderbändern eingeklemmt heizelement während seiner Erwärmung in einem ge- ist und zwischen diesen hindurchläuft, in inniger spannten Zustand zu halten. Berührung miteinander schrumpft, wobei diese Tem-

Die Strahlungsheizelementenanordnungen 76, 70 40 peratur jedoch keinen Spalt durch die Folien schmilzt, und 72 sind von derselben Ausführung wie die Strah- Die Abschnitte der Strahlungsheizelemente, die anlungsheizelementenanordnung 74. Der Abstand der schließend den nunmehr geschrumpften, zusammen-Strahlungsheizelemente 114, 118 und 122 relativ zu geklemmten Teilen der Folien gegenübergestellt werden danebenliegenden Förderbändern und den oberen den, werden mit einer Temperatur betrieben, die in und unteren Schrumpffolien 50 und 52 ist überall 45 diese Abschnitte der Folien einen Spalt einschmilzt etwa der gleiche wie der entsprechende Abstand des und die Ränder der übereinanderliegenden Folien Strahlungsheizelements 92 relativ zu den Förder- miteinander verbindet, die diesen Spalt begrenzen,
bändern und Schrumpffolien. Das Strahlungsheiz- Zu diesem Zweck ist ein erster Satz (F i g. 2) von element 118 ist in der Mitte zwischen den Förder- Strahlungsheizquellen 74^4 und 76^4 vorgesehen, der bändern 46 und 49 angeordnet, die wiederum einen 50 mit einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur be-Abstand von etwa 6 mm haben, und es befindet sich trieben werden kann, und ferner ein zweiter Satz in einem Abstand von etwa 0,76 mm über der be- von Strahlungs-Heizelementenanordnungen 745 und nachbarten Oberfläche der oberen Schrumpffolie 50. 762?, der mit einer entsprechend höheren Tempe-Die Strahlungsheizelemente 122 und 114 sowie die ratur betrieben werden kann. Ähnliche Bauelemente Förderbänder 53 und 48 sowie 44 und 40 sind in der 55 sind mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet, gleichen Weise relativ zueinander angeordnet, wobei Das obere, rechte Förderband 38^4 läuft um zwei die Strahlungsheizelemente ebenfalls jeweils in einem Rollen 16^4 bzw. 30^4, die an zwei Wellen 26A und Abstand von etwa 0,76 mm unter der benachbarten 34^4 befestigt sind. Das untere rechte Förderband Oberfläche der unteren Schrumpffolie 52 angeordnet 40^4 läuft um zwei Rollen 24^4 und 32^4, die an sind. 60 den zwei Wellen 28.4 und 36 A befestigt sind. Ein

Die Schrumpffolien 50 und 52 bestehen Vorzugs- ähnlicher Satz von oberen und unteren linken Förderweise aus einem orientierten thermoplastischen Ma- bändern, die nicht gezeigt sind, ist wie in Fi g. 1 vorterial, z. B. Propylen, das in jüngster Zeit eine weite gesehen.

Verbreitung zur attraktiven und billigen Verpackung Die oberen und unteren übereinanderliegenden

von Waren findet. Durch »orientiert« soll ausgedrückt 65 Schrumpffolien 50^4 und 522? treten in den Spalt

werden, daß der Kunststoff vorgespannt oder ge- der Förderbänder ein, die um die Rollen 16^4 und

streckt ist, so daß er bei Anwendung einer Beheizung 24^4 herumlaufen, werden durch Förderbänder er-

mit hoher Temperatur mit einer verhältnismäßig griffen und zusammengeklemmt sowie weitergefördert,

bis sie von den Förderbändern gelöst werden, wenn diese um die Rollen 30.4 und 32^4 laufen.

Die erste obere Strahlungsheizquelle 74^4 ist zwischen den linken und rechten Förderbändersätzen neben der Rolle 16-4 angeordnet. Diese Strahlungsheizquelle weist ein Heizelement 92.4 auf, das um zwei Führungsrollen 106.4 und 108^4 herumläuft, die an zwei Isolatorbügeln 80.4 und 82 A befestigt sind, von denen wiederum der Bügel 80.4 an einer Halterung 83.4 fest angebracht ist. Das eine Ende des Heizelements ist an einer Halterung 100^4 fest angebracht, während das andere Ende durch eine Zugfeder 102^4 mit einer Halterung 104^4 verbunden ist, wodurch das Heizelement trotz seiner Wärmeausdehnung gespannt gehalten wird.

Die erste untere Strahlungsheizquelle 76.4 enthält in ähnlicher Weise ein. Heizelement 114A, das zwischen zwei Isolatorbügeln 110^4 und 112^4 eingespannt ist.

Die nachfolgende obere Strahlungsheizelementenanordnung 745 und die nachfolgende untere Strah-Iungsheizelementenanordnung765 sind zwischen den Strahlungsheizquellen 74.4 und 76.4 sowie den Rollen 30^4 und 32^4 angeordnet und entsprechen ansonsten den Strahlungsheizquellen.

Der untere Abschmtt des oberen rechten Förderbandes 38.4 befindet sich in Ausrichtung und Anlage mit dem oberen Abschnitt des unteren rechten Förderbandes 4OX Diese Abschnitte werden anfänglich durch eine erste obere Druckstange 152 A und eine erste untere Druckstange 150^4 gegeneinander vorgespannt, um die Schrumpffolien 50^4 und 52^4 dazwischen einzuklemmen. Die Abschnitte werden anschließend durch eine nachgeschaltete obere Druckstange 1525 und eine nachgeschaltete untere Druckstange 1505 gegeneinander vorgespannt. In vorteilhafter Weise können die zwei oberen Druckstangen aus einem Stück und die zwei unteren Druckstangen aus einem Stück hergestellt werden, um eine längere Klemmstrecke zu schaffen. Die unteren Druckstangen 150^4 und 1505 sind ortsfest angeordnet. Die oberen Druckstangen 152.4 und 1525 sind an Halterungen 154.4 und 1545 befestigt, und sie werden durch mehrere Druckfedern 156^4 und 1565 nach unten vorgespannt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verschweißen und Trennen von übereinanderliegenden thermoplastischen Schrumpffolien, bei dem die übereinanderliegenden Folien zwischen zwei nebeneinanderliegenden Paaren von Klemmorganen eingespannt und der zwischen den Klemmorganen liegende Teil der Folien durch ein Heizelement getrennt und verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die eingespannten Folien vor dem Verschweißen durch erne relativ niedrige Erwärmung in innige Berührung miteinander geschrumpft werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei im Abstand parallel nebeneinanderliegenden, fortlaufend bewegbaren Sätzen von Förderbändern und zwischen den Förderbändern mit Abstand über den Folien angeordneten Strahlungsheizelementen, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Strahlungsheizelement eine Strahlungsheizquelle (74.4, 92.4, 76.4, 114A) über den von den Förderbändern eingespannten Folien mit einer geringeren Heizleistung angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb der eingespannten Folien vor den Strahlungsheizelementen langgestreckte Strahlungsheizquellen (92^4, 114A) für die Schrumpfung angeordnet sind.

Hierzu TBlatt. Zeichnungen